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[1]汤 傲,杨晨光,胡 朴*,等.Zr4+掺杂对Na4-xMnV1-xZrx（PO4）3的结构和电化学性质的影响[J].武汉工程大学学报,2023,45(03):289-293.[doi:0.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202112011]
　TANG Ao,YANG Chenguang,HU Pu*,et al.Effects of Zirconium Ion Doping on Structure and ElectrochemicalProperties of Na4-xMnV1-xZrx(PO4)3[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2023,45(03):289-293.[doi:0.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202112011]
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Zr4+掺杂对Na4-xMnV1-xZrx（PO4）3的
结构和电化学性质的影响
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
45
期数:
2023年03期
页码:
289-293
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2023-06-30

文章信息/Info

Title:
Effects of Zirconium Ion Doping on Structure and Electrochemical
Properties of Na4-xMnV1-xZrx(PO4)3
文章编号:
1674 - 2869（2023）03 - 0289 - 05
作者:
汤 傲; 杨晨光; 胡 朴*; 张占辉*
武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
TANG Ao;  YANG Chenguang;  HU Pu*;  ZHANG Zhanhui*
School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China
关键词:
Na4MnV(PO4)3; 掺杂; 正极材料; 钠离子电池
Keywords:
Na4MnV(PO4)3;  doping;  cathode materials;  sodium-ion batteries
分类号:
O646
DOI:
0.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202112011
文献标志码:
A
摘要:
为了改善Na4MnV(PO4)3的电化学性能，采用溶胶-凝胶法与高温固相法在750 ℃下烧结10 h制得了不同Zr4+掺杂浓度的Na4-xMnV1-xZrx(PO4)3钠离子电池正极材料。通过X射线衍射和扫描电子显微镜研究Zr4+离子掺杂对Na4-xMnV1-xZrx(PO4)3结构演变和电化学性能的影响。结果显示：半径为80 pm的Zr4+离子部分取代半径为74 pm的V3+离子后，材料的晶胞体积增大，这有利于Na+的快速扩散。电化学性能结果表明，Na3.9MnV0.9Zr0.1(PO4)3表现出最好的电化学性能，其在0.5 C的倍率下提供92.2 (mA·h)/g的可逆比容量，在经过70圈充放循环后容量保持率为79.3%，明显高于未掺杂的Na4MnV(PO4)3材料。

Abstract:
To improve the electrochemical performance of Na4MnV(PO4)3，the cathode materials Na4-xMnV1-xZrx(PO4)3 with different Zr4+ doping concentrations were successfully prepared by sol-gel and solid-state methods after sintering at 750 ℃ for 10 h. Effects of Zr4+ ions doping on structure evolution and electrochemical properties of Na4-xMnV1-xZrx(PO4)3 were investigated by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicate that using Zr4+ ions with a radius of 80 pm to partially replace V3+ ions with a radius of 74 pm leads to cell volume of the materials increasing gradually，which promotes Na+ diffusion. The electrochemical performance results show that Na3.9MnV0.9Zr0.1(PO4)3 exhibits the best electrochemical performance，and it delivers a reversible specific capacity of 92.2 (mA·h)/g at 0.5 C and capacity retention of 79.3% after 70 cycles，which is higher than that of pristine Na4MnV(PO4)3.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2021-12-16
基金项目：国家自然科学基金（52172227）；武汉工程大学第十三届研究生教育创新基金（CX2021151）
作者简介：汤 傲，硕士研究生。E-mail：[email protected]
*通讯作者：胡 朴，博士，特聘教授。E-mail：[email protected]
张占辉，博士，教授。E-mail：[email protected]
引文格式：汤傲，杨晨光，胡朴，等. Zr4+掺杂对Na4-xMnV1-xZrx（PO4）3的结构和电化学性质的影响［J］. 武汉工程大学学报，2023，45（3）：289-293，298.

更新日期/Last Update: 2023-07-03