水系钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备与电化学性能研究

摘要

普鲁士蓝(PB)是一种金属有机骨架配合物,作为正极材料在水系钠离子电池中有广泛的应用前景.本文采用单一源法制备PB,系统研究了反应温度、反应时间以及盐酸浓度对PB形貌结构和电化学性能的影响.研究结果表明,升高反应温度能提高PB结晶性和循环稳定性,以80℃合成的PB为正极材料组装的电池在100圈充放电循环后容量保持率为93.9％.延长反应时间可以使PB粒径增大,但是反应时间超过6 h后PB粒径基本保持不变.延长反应时间有利于提高循环性能,10 h所合成PB组装的电池在100圈充放电循环后容量保持率可以达到90％.提高盐酸浓度会改变PB的表面形貌,同时改善电化学性能.盐酸浓度为0.20 mol/L时,所得PB组装的电池经过100个循环后,比容量仍有67.5 mAh/g.本研究可以为制备高性能PB基水系钠离子电池提供理论和实验指导.