尹飞龙1,潘美伊1,韦正兵1,徐世彪1,邵霞1,檀杰1,2,冒爱琴1,2
YIN Feilong1, PAN Meiyi1, WEI Zhengbing1, XU Shibiao1, SHAO Xia1, TAN Jie1,2, MAO Aiqin1,2*
摘要: 通过溶液燃烧法及不同价态的非活性阳离子(K+、Mg2+和Al3+)掺杂策略,以无钴尖晶石型(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2Zn0.2)3O4 HEO为模型材料,成功制备了三种尖晶石型(KCrFeMnNiZn)3/6O4、(KMgCrFeMnNiZn)3/7O4和(KMgAlCrFeMnNiZn)3/8O4 HEO负极材料。测试结果表明,优化后的(KMgAlCrFeMnNiZn)3/8O4负极材料虽然理论比容量相较未掺杂的降低了17.3%,却有效遏制了循环前期的容量衰减并提高了长循环后的可逆比容量。在200 mA·g-1下可逆比容量逐步增加,第50圈可逆比容量较初始增长15%,较未掺杂样品提升51.3%;同时其长循环稳定性显著增强,300圈后比容量增至1300 mAh·g-1,较未掺杂样品提升19.5%。此外,该电极在3000 mA·g-1下的容量保持率(相对于100 mA·g-1)为33.2%。循环稳定性的提升归因于多元非活性阳离子掺杂产生的“旁观者效应”、晶胞收缩以及氧空位浓度降低;而倍率性能的增强得益于比表面积的增大、最可几孔径的优化以及适量的氧空位浓度,协同提高了赝电容贡献率和电子/Li+传输动力学。
中图分类号:
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