王永锋，曹 静，泮姚雷，程娅伊

(西安航空学院 材料工程学院，西安 710077)

0 引言

近年来，环境污染和能源短缺等问题成为人们关注的热点问题，二次能源的开发利用是解决这些问题的有效办法之一[1-3]。此外，新能源材料的开发利用越来越受到重视，社会对于新能源材料的需求也越来越多。锂离子电池因其具有电导率高、寿命长等优点，已经广泛应用在电子产品和仪器设备中。但是因锂资源匮乏使得锂离子电池难以满足社会发展的需求[4-6]。实践上，可以采用性质相似离子取代锂离子的方法来解决锂资源匮乏的问题。通过研究发现，Na3V2(PO4)2F3作为电池正极材料具有较高的理论比容量、高的工作电压以及较好的热稳定性等优点[7-8]。然而，Na3V2(PO4)2F3固有的低电子电导率特性严重限制了其电极反应动力学和电化学性能，从而使得钠离子电池的性能难以满足实际使用要求[9-11]。为提高其性能，本文以Na3V2(PO4)2F3为分析对象，在钠离子电池正极材料的制备过程中掺入不同浓度的铝离子，制备铝离子含量不同的Na3V2-xAlx(PO4)2F3正极材料，并对优选的正极材料进行石墨烯包覆处理。通过对所制备的材料进行组织分析、X射线衍射分析和电化学性能测试分析来确定所制备材料的组织结构特点和性能特征。

1 制备与表征测试

采用一步水热法制备铝离子含量不同的Na3V2-xAlx(PO4)2F3正极材料。制备所用的原料为NaF、NH4VO3、H3PO4、Al(NO3)3·9H2O和络合剂，以上试剂均为分析纯。按摩尔比 Na+∶V5+∶PO43-∶F-∶Al3+：络合剂为3∶2-x∶2∶3∶x∶3(其中x为九水硝酸铝物质的量，x=0、0.1、0.5和0.7)配料。正极材料制备路径如下：按比例配好的原料加入去离子水稀释，使用磁力搅拌机搅拌0.5 h。……