鎳鐵錳酸鈉層狀氧化物的制備及性能研究

王億周，胡曉梅，王永詳，張維民

（山東理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東淄博 255000）

近年來，鋰離子電池在儲能領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但由于全球鋰資源匱乏、成本高，制約了鋰離子電池的可持續(xù)發(fā)展［1-2］。由于鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池類似，其材料和電芯產(chǎn)線幾乎可以通用，這引起了研究者們廣泛關(guān)注。相比之下，鈉比鋰的儲量更為豐富且價格低廉，同時集流體可以使用鋁箔代替價格更貴的銅箔，大幅降低使用成本，因此近年來鈉離子電池的發(fā)展得到了前所未有的推動［3-4］。

在高性能鈉離子電池正極材料的研究中，許多正極材料相繼開發(fā)出來，且多種材料已成功實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，例如層狀過渡金屬氧化物［5-7］、聚陰離子化合物［8-9］、普魯士藍(lán)［10-12］等。其中，層狀過渡金屬氧化物NaxTMO2（TM代表過渡金屬）具有成本低、容量高、合成方法簡單等特點(diǎn)，非常適用于工業(yè)化生產(chǎn)。常見的層狀過渡金屬氧化物分為O3型（O代表三棱柱）和P2型（P代表八面體），區(qū)別在于Na+的配位環(huán)境不同，其中“2”和“3”代表氧原子堆積形成周期序列的最小層數(shù)，只有在Na+含量不足時才會形成P2型氧化物NaxTMO2（x＜1）［13］。NaxTMO2中TM包括單金屬、二元金屬及多金屬。近年來，含有多金屬的層狀過渡金屬氧化物因其可提供更高的電壓、更高的可逆容量及減少相變的發(fā)生而備受關(guān)注。其中，Mn、Fe 金屬因其成本低廉、無毒無害等特性，具有很好的應(yīng)用前景，尤其是采用Mn、Fe金屬的O3型Nax（Ni，F(xiàn)e，Mn）O2層狀過渡金屬氧化物得到了廣泛而深入的研究。

O3 型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2由KIM 等［14］于2012 年首次采用共沉淀法制備，該材料平均電壓為2.75 V，在0.1C 下首次放電比容量為122 mA·h/g，首次庫倫效率為81.3%，以硬碳為負(fù)極材料組裝全電池，循環(huán)150 次后可逆比容量保持在100 mA·h/g。之后，WANG等［15］使用NaOH作為共沉淀劑制備出相同材料，在優(yōu)化條件下所制得材料在0.1C時首次放電比容量為136 mA·h/g，在1C 下循環(huán)100次后可逆比容量衰減為99 mA·h/g。DING 等［16］通過制備一系列富Ni 正極材料，研究截止電壓分別為4.2 V 和4.0 V下的電化學(xué)性能穩(wěn)定性，探究材料在高壓下的相變情況及劣化機(jī)制，通過對比發(fā)現(xiàn)截止電壓為4.0 V時容量保持率較高。為了克服NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正極材料空氣穩(wěn)定性差（可與空氣中的水發(fā)生反應(yīng)造成鈉離子流失）的問題，SUN 等［17］通過復(fù)燒法恢復(fù)NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2材料的結(jié)構(gòu)和性能。然而，在總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，關(guān)于探討制備材料詳細(xì)參數(shù)的報道非常缺乏，特別是pH對合成鈉離子層狀正極材料的影響。

本文采用共沉淀法制備了NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2（簡寫為NFM）正極材料，重點(diǎn)研究pH 對前驅(qū)體結(jié)構(gòu)、形貌、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能的影響，以及材料在-40～40 ℃下的高低溫性能。對制備材料的XRD 曲線進(jìn)行Rietveld細(xì)化，并通過循環(huán)伏安法（CV）、電化學(xué)阻抗測試法（EIS）和恒電流間歇滴定技術(shù)（GITT）計算鈉離子擴(kuò)散系數(shù)，以探索充放電過程中的電極過程動力學(xué)，同時通過贗電容貢獻(xiàn)率確定其充放電控制過程。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器

實驗試劑：NiSO4·6H2O、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O、NaPF6、氨水、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、導(dǎo)電碳、聚偏二氟乙烯、碳酸亞乙酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯，均為分析純；N-甲基吡咯烷酮，電子級。

實驗儀器：共沉淀反應(yīng)釜、pH計、蠕動泵、燒杯、磁力攪拌器、循環(huán)水浴鍋、研缽、臥式快速球磨機(jī)、抽濾漏斗、循環(huán)水真空泵、新威充放電測試儀、電化學(xué)工作站、手套箱、馬弗爐、脫泡攪拌機(jī)、鼓風(fēng)干燥箱、真空干燥箱；X射線衍射儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、掃描電子顯微鏡、熱重分析儀。

1.2 Ni0.4Fe0.2Mn0.4（OH）2前驅(qū)體及NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2正極材料合成

采用共沉淀法制備三元前驅(qū)體，具體步驟如下：將NiSO4·6H2O、FeSO4·7H2O和MnSO4·H2O溶于去離子水中配制混合溶液，控制n（Ni）∶n（Fe）∶n（Mn）=4∶2∶4，陽離子總濃度為2 mol/L，另外配制1 mol/L 氨水溶液及2 mol/L氫氧化鈉溶液；采用共沉淀反應(yīng)釜作為反應(yīng)容器，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，其中氮?dú)饬魉贋?.8 L/h，反應(yīng)溫度為50 ℃，反應(yīng)過程中精準(zhǔn)控制pH分別為10.5、11、11.5、12，將鹽、堿及氨水按照一定的流速通入反應(yīng)釜，加料結(jié)束后保持溫度為50 ℃陳化4 h；經(jīng)抽濾、洗滌、干燥后將前驅(qū)體置于100 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12 h，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中100 ℃下干燥6 h，得到Ni0.4Fe0.2Mn0.4（OH）2前驅(qū)體。

將制得的Ni0.4Fe0.2Mn0.4（OH）2前驅(qū)體與一定量的無水碳酸鈉混合，其中鈉與金屬離子物質(zhì)的量比為1.05∶1，以保證鈉足量；取以上混合樣品置于馬弗爐中進(jìn)行兩步煅燒，首先在550 ℃下煅燒5 h，再升溫至850 ℃保溫20 h，升溫速率均為5 ℃/min；結(jié)束后，對樣品進(jìn)行研磨破碎、過篩，得到NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2正極材料。

1.3 表征方法

采用D8 Advance 型X 射線衍射儀（XRD）分析樣品的物相組成，測試采用銅靶，射線波長λ為0.154 06 nm，電壓為40 kV，電流為40 mA，掃描范圍為10°～80°，掃描速率為10 （°）/min；采用TGA 5500型熱重分析儀測定樣品在升溫過程中的失重情況；采用Quanta 250 型場發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡（SEM）分析材料的形貌及結(jié)構(gòu)；使用CHI760E 型電化學(xué)工作站對電化學(xué)性能進(jìn)行研究；采用CT-4008型測試儀進(jìn)行電化學(xué)性能測試；采用Agilent 5110（OES）型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）分析測試樣品組成及含量。

1.4 電極制備和電池組裝測試

將NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2（NFM）正極材料、導(dǎo)電碳（Super P）和聚偏二氟乙烯（PVDF）黏結(jié)劑以8∶1∶1的質(zhì)量比加入到調(diào)漿盒中，隨后加入適量的N-甲基吡咯烷酮（NMP），并轉(zhuǎn)移至THINKY ARE-310 型脫泡攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌。用刮刀將漿料涂覆于鋁箔表面后，置于60 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥6 h，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中110 ℃下干燥12 h，最后裁成直徑為12 mm的圓形極片。

CR2032 扣式電池的組裝在充滿氬氣的手套箱中進(jìn)行，負(fù)極采用金屬鈉片。將NaPF6溶解于體積比為1∶1的碳酸亞乙酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）中配制成1 mol/L 的混合溶液，隨后添加5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的氟代碳酸乙烯酯（FEC）配制成電解液。電池測試電壓范圍為2～4 V。

2 結(jié)果與討論

2.1 表征結(jié)果與分析

2.1.1 SEM分析

圖1 為不同pH 下所制得NFM 材料的SEM 圖。從圖1可以看出，4種材料均呈現(xiàn)為由許多片狀結(jié)構(gòu)體組成的球形顆粒，且隨著pH 的升高，球形顆粒尺寸呈減小趨勢。當(dāng)pH 為10.5 時，顆粒尺寸約為5 μm；當(dāng)pH 為11 時，顆粒尺寸約為3 μm，尺寸適中；當(dāng)pH為11.5時，顆粒尺寸約為2.5 μm，顆粒團(tuán)聚較嚴(yán)重；當(dāng)pH 為12 時，顆粒尺寸約為1 μm，尺寸最小，且球形顆粒不均勻。這主要是因為隨著pH的升高，體系中溶液的過飽和度不斷升高，結(jié)晶過程中成核速率不斷增大，晶體生長速率不斷減小，使得材料的小晶核得不到充分生長［18］，因此pH 過高時顆粒尺寸銳減。綜合來看，當(dāng)pH 為11 時材料顆粒形貌較為規(guī)整。

圖1 不同pH條件下所制得材料的SEM圖Fig.1 SEM images of materials prepared under different pH conditions

2.1.2 熱重分析

對NFM 材料的前驅(qū)體進(jìn)行熱重（TG）-微商熱重（DTG）分析，結(jié)果見圖2。由圖2 可知，第一階段為30～200 ℃，質(zhì)量損失率為3.55%，對應(yīng)于前驅(qū)體中自由水和結(jié)合水的揮發(fā)；第二階段為200～470 ℃，質(zhì)量損失率為6.89%，該過程為Ni0.4Fe0.2Mn0.4（OH）2熱分解生成羥基氧化物；第三階段為470～690 ℃，質(zhì)量損失率為5.09%，歸因于碳酸鈉熔融分解并逐漸與羥基氧化物反應(yīng)形成中間體鈉過渡金屬氧化物；第四階段為690～1 000 ℃，質(zhì)量損失率為7.09%，該過程為NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2的形成過程，其初步形成溫度為740 ℃［19］，形成結(jié)束溫度為850 ℃。由以上結(jié)果可知，形成NFM 材料的相變過程緩慢，應(yīng)采取多步煅燒法。因此，本文設(shè)計兩步煅燒法，首先在550 ℃下煅燒5 h，再于850 ℃煅燒20 h，即整個鍛燒過程大體分為分解和相變兩步，目的是穩(wěn)定其晶體形成過程。

圖2 NFM前驅(qū)體材料的TG-DTG曲線Fig.2 TG-DTG curves of NFM precursor materials

2.1.3 產(chǎn)物成分分析

通過ICP-OES 測試NFM 材料中各金屬離子比例，結(jié)果如表1 所示。由表1 可以看出，設(shè)計比例n（Ni）∶n（Fe）∶n（Mn）=4∶2∶4，實際測試比例n（Ni）∶n（Fe）∶n（Mn）=4.1∶2.0∶3.9，測試值與設(shè)計值基本吻合。

表1 NFM材料的ICP-OES測試數(shù)據(jù)Table 1 ICP-OES test data of NFM materials

2.1.4 XRD分析

圖3 為不同pH 條件下所制得NFM 材料的XRD譜圖。由圖3 可知，所制得NFM 材料的衍射峰均與標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDS#25-0819 相匹配，表明合成了純相的NFM 材料。其中，NFM（pH=10.5）、NFM（pH=11）與NFM（pH=11.5）材料結(jié)晶度較好，而NFM（pH=12）材料的結(jié)晶度較差，表明過高的pH 對材料的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響［20］。

圖3 不同pH條件下所制得材料的XRD譜圖Fig.3 XRD patterns of materials prepared under different pH conditions

為了獲得晶體的晶胞參數(shù)和結(jié)構(gòu)信息，使用GSASⅡ軟件對不同材料的XRD 譜圖進(jìn)行Rietveld精修［21-22］，結(jié)果如圖4 所示。由圖4 可知，測試譜圖與精修譜圖具有較高的吻合度，權(quán)重分布因子Rwp和置信度Rp 均較小，表明在誤差允許范圍內(nèi)，精修后結(jié)果可靠。4 種材料精修后的晶格參數(shù)如表2所示。由表2可知，參數(shù)c隨著pH升高呈減小趨勢，4 種材料的c/a值均大于4.94，表明4 種材料晶體均為R3ˉm空間群，屬于α-NaFeO2層狀結(jié)構(gòu)。其中，NFM（pH=11）材料的c/a值最大，表明該材料具有最佳的層狀結(jié)構(gòu)，通常認(rèn)為這是具備良好倍率性能的前提條件［23］。NFM（pH=10.5）、NFM（pH=11）、NFM（pH=11.5）及NFM（pH=12）材料對應(yīng)于（003）晶面的層間距分別為5.383、5.357、5.335、5.324 ?，即隨著pH的升高，層間距整體呈減小趨勢。NFM（pH=11）材料的TM—O鍵長較短，鍵能較高，使得NFM（pH=11）材料結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

表2 NFM（pH=10）、NFM（pH=10.5）、NFM（pH=11）及NFM（pH=12）材料的晶格參數(shù)Table 2 Lattice parameters of NFM（pH=10），NFM（pH=10.5），NFM（pH=11）and NFM（pH=12）

圖4 不同pH條件下所制得材料的XRD精修圖Fig.4 Rietveld refinement results of materials prepared under different pH conditions

2.2 電化學(xué)性能測試

2.2.1 充放電測試

圖5a 為4 種NFM 材料的充/放電比容量及電壓曲線。由圖5a可知，NFM（pH=10.5）、NFM（pH=11）、NFM（pH=11.5）及NFM（pH=12）4 種材料在0.2C下的首次放電比容量分別為133.2、142.3、140.1、135.8 mA·h/g，首次庫倫效率分別為94.7%、92.6%、85.5%、93.0%。相比之下，NFM（pH=11.5）材料的首次庫倫效率較低，可能與樣品團(tuán)聚嚴(yán)重有關(guān)。隨著pH 的升高，材料的放電比容量明顯提升，其中NFM（pH=11）具有最大的放電比容量，這歸因于其粒徑大小均勻；但當(dāng)pH 進(jìn)一步升高時，放電比容量呈減小趨勢，其中NFM（pH=12）材料首次放電比容量最低，這可能是因為其結(jié)晶度較差的緣故［20］。

圖5 不同pH條件下所制得材料的電化學(xué)性能Fig.5 Electrochemical properties of materials prepared under different pH conditions

圖5b為4種材料在0.5C下100次長循環(huán)性能圖（起始兩次為活化過程）。由圖5b 可以看出，NFM（pH=10.5）、NFM（pH=11）、NFM（pH=11.5）及NFM（pH=12）4 種材料循環(huán)100 次后的放電比容量分別為99.6、111.2、108.8、101.4 mA·h/g，放電比容量保持率（初始放電比容量分別為129.0、137.2、134.4、129.5 mA·h/g）分別為77.2%、81.0%、80.9%、78.3%，其中NFM（pH=11）材料放電比容量及容量保持率均最佳，這歸因于其形貌良好、粒徑均勻、層狀結(jié)構(gòu)良好。

圖5c 為4 種材料的倍率性能曲線。由圖5c 可知，4 種材料在高倍率2C（較0.1C）下容量保持率分別為79.8%、86.2、82.0%、77.0%，其中NFM（pH=11）材料具有優(yōu)異的倍率性能，這與其較大的（003）晶面層間距相關(guān)，該材料在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C 倍率下的放電比容量分別為147.4、144.0、139.0、133.5、127.1 mA·h/g。NFM（pH=10.5）材料的放電比容量低，且倍率性能不佳，這可能是因為低pH 下合成的球形顆粒較大，比表面積較小，導(dǎo)致電解質(zhì)溶液與活性物質(zhì)之間的接觸幾率較小，鈉離子嵌入/脫出通道受限，進(jìn)而影響了材料的倍率性能［20］。然而，并非高pH對應(yīng)高性能，如NFM（pH=12）。這可能是因為NFM（pH=12）材料的球形顆粒較小，比表面積較大，使得活性材料與電解液的接觸幾率大幅增加，導(dǎo)致副反應(yīng)劇增［24］；此外，由于NFM（pH=12）材料層間距較小，影響了鈉離子嵌入/脫出，且其晶胞參數(shù)c/a值最小，層狀結(jié)構(gòu)較差，諸多因素導(dǎo)致材料倍率性能較差［23］。綜合材料的形貌、晶胞參數(shù)及電化學(xué)性能可知，NFM（pH=11）的首次充放電性能及容量保持率最好，倍率性能良好，故確定最佳合成pH為11。

為了進(jìn)一步測試NFM（pH=11）材料在不同溫度下的放電性能，首先將電池充電到4 V，之后進(jìn)行高低溫放電實驗，結(jié)果如圖5d 所示。由圖5d 可以看出，NFM（pH=11）材料在-40、-30、-20、-10、0、10、20、30、40 ℃下的放電比容量分別為104.7、113.3、119.2、123.5、126.5、130.4、135.9、142.8、146.1 mA·h/g，表明NFM（pH=11）材料具有良好的高低溫性能。

2.2.2 交流阻抗測試

為了量化各動力學(xué)參數(shù)，對材料進(jìn)行了電化學(xué)阻抗測試（EIS）及數(shù)據(jù)擬合，結(jié)果見圖6。由圖6 可知，交流阻抗分為高頻區(qū)半圓和低頻區(qū)直線兩部分，其中高頻區(qū)與X軸Z'的截距為電解液電阻Rs，高中頻區(qū)半圓為電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct，對應(yīng)于電化學(xué)反應(yīng)過程，低頻區(qū)直線為Warburg阻抗Zw，對應(yīng)于鈉離子擴(kuò)散過程。通過Zview 軟件進(jìn)行阻抗擬合，結(jié)果見表3。從表3看出，4種材料的電解液阻抗Rs差異不大，NFM（pH=10.5）材料所對應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct最大，為175.4 Ω，這與其長循環(huán)的結(jié)果相一致；NFM（pH=11）材料的Rct最小，為124.8 Ω，這歸因于其良好的層狀結(jié)構(gòu)及更快速的離子通道，表現(xiàn)為較高的長循環(huán)容量保持率。通過公式（1）～（2）計算得到4 種材料的鈉離子擴(kuò)散系數(shù)DNa+［25］。其中，NFM（pH=11）的鈉離子擴(kuò)散系數(shù)DNa+最大（7.6×10-12cm2/s），這有利于鈉離子的嵌入/脫出，使其具有良好的倍率性能。

表3 4種材料的阻抗擬合值Rs、Rct和DNa+數(shù)據(jù)Table 3 Rs，Rct，and DNa+ values from EIS date of four materials

圖6 不同pH條件下所制得材料的電化學(xué)交流阻抗譜圖（a）及Z?和頻率ω-1/2的線性圖（b）Fig.6 EIS curves（a），and relationship of Z? and frequency ω-1/2（b）of materials prepared under different pH conditions

式中：σ 為Warburg 系數(shù)，Ω·cm2·mol-1；ω為角頻率，rad/s；R為氣體常數(shù)，J/（mol·K）；T為絕對溫度，K；A為電極面積，cm2；n為轉(zhuǎn)移電子數(shù)；F為法拉第常數(shù)，C/mol；C為鈉離子濃度，mol/L。

2.2.3 GITT測試

為了進(jìn)一步測試NFM（pH=11）材料的鈉離子擴(kuò)散速率，對其進(jìn)行了恒電流間歇滴定技術(shù)（GITT）測試［26］，GITT 曲線及鈉離子擴(kuò)散系數(shù)如圖7所示。通過公式（3）計算得到，NFM（pH=11）材料的擴(kuò)散系數(shù)DNa+在1×10-11～1×10-10cm2/s波動，與表3通過阻抗計算得到的鈉離子擴(kuò)散系數(shù)接近。

圖7 NFM（pH=11）材料的GITT曲線（a）及從GITT曲線中得到的鈉離子擴(kuò)散系數(shù)DNa+（b）Fig.7 GITT curves of NFM（pH=11）material（a），and DNa+ extracted from GITT curves（b）

式中：τ為馳豫時間，s；mB為電極物質(zhì)的質(zhì)量，g；VM為電極材料的物質(zhì)的量體積，cm3/mol；MB為電極物質(zhì)的相對分子質(zhì)量，g/mol；S為極片的面積，cm2；ΔES為脈沖引起的電壓變化，V；ΔEt為恒電流充（放）電的電壓變化，V。

2.2.4 循環(huán)伏安測試

為了進(jìn)一步探究NFM（pH=11）材料的電極反應(yīng)過程，對其進(jìn)行了循環(huán)伏安測試，前3次測試結(jié)果如圖8a所示。由圖8a可知，首次曲線為電極材料與電解液之間發(fā)生反應(yīng)生成SEI 膜，后兩次曲線幾乎重合，說明材料具有良好的穩(wěn)定性；循環(huán)伏安曲線中存在一對氧化還原峰，分別為3.0 V 的氧化峰及2.5 V的還原峰，對應(yīng)于Ni2+/Ni4+的氧化還原反應(yīng)，即O3和P2 相之間的可逆相變［27］；電位差為0.5 V，表明材料極化作用較小，具有良好的可逆性能、快速反應(yīng)動力學(xué)及循環(huán)性能。此外，在不同掃描速率下對NFM（pH=11）材料進(jìn)行循環(huán)伏安測試，結(jié)果如圖8b 所示。由圖8b可知，隨著掃描速率的增加，峰值電流不斷增大。使用Randles-Sevcik公式（4）計算得到氧化及還原鈉離子擴(kuò)散系數(shù)DNa+分別為1.27×10-11、2.30×10-11cm2/s，與GITT 測試結(jié)果接近。根據(jù)公式（5）判斷電池充放電過程的控制機(jī)制［28］，結(jié)果如圖8d 所示。由圖8d可知，氧化過程、還原過程的b值分別為0.521 和0.705，位于0.5～1，表明材料由擴(kuò)散控制與贗電容協(xié)同作用，從而使得NFM（pH=11）材料具有快速反應(yīng)動力學(xué)。根據(jù)公式（6）計算不同掃描速率下的贗電容貢獻(xiàn)率，結(jié)果如圖8e 所示。由圖8e 可知，在0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mV/s 下的贗電容貢獻(xiàn)率分別為52%、67%、76%、77%、86%。圖8f 為掃描速率為0.8 mV/s時的贗電容貢獻(xiàn)率圖。

圖8 NFM（pH=11）材料的循環(huán)伏安測試結(jié)果Fig.8 Cyclic voltammetry test results of NFM（pH=11）

式中：ip為峰電流，A；n為轉(zhuǎn)移電子數(shù)；A為電極面積，cm2；DNa+為鈉離子擴(kuò)散系數(shù)，cm2/s；CNa+為鈉離子濃度，mol/L；v為循環(huán)伏安測試的掃描速率，mV/s；a、b為可變常數(shù)；k1v為贗電容電流，A；k2v1/2為擴(kuò)散控制電流，A。

3 結(jié)論

本工作重點(diǎn)探討了共沉淀法制備陽極材料前驅(qū)體過程中不同pH 條件對鈉離子層狀氧化物正極材料形貌和電化學(xué)性能的影響。實驗結(jié)果表明：在高pH 條件下制備的產(chǎn)物具有較小的粒徑；當(dāng)pH 為11時所得材料在比容量、首次庫倫效率、倍率、電化學(xué)阻抗、擴(kuò)散系數(shù)等方面均具有顯著優(yōu)勢，即pH=11為最佳條件。材料在0.2C 下的放電比容量為142.3 mA·h/g，首次庫倫效率為92.6%，低溫-40 ℃下的放電比容量為常溫下的82%，綜合性能良好。該研究為鈉離子電池的大規(guī)模生產(chǎn)及實際應(yīng)用提供了一定的價值參考。