氟代磷酸盐正极材料Na2MPO4F(M=Fe,Mn)的固体核磁共振谱研究

被引量 : 0次 | 上传用户:a226959
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氟代磷酸盐正极材料M=Fe, Mn)在锂/钠离子电池体系中有着广泛的应用前景。对其材料结构及充放电机理进行研究可以帮助我们了解其充放电过程,从而优化合成方法提高其电化学性能。固体核磁共振(Solid State Nuclear Magnetic Resonance, SS NMR)技术可用于探测固体材料中目标原子核周围的局部化学环境,是一种有效的研究短程结构的表征手段。本论文通过固体核磁共振技术(SSNMR)结合X射线衍射表征技术(XRD)对Na2MPO4F(M=Fe,Mn)材料及其充放电过程进行了详细的研究。通过非原位XRD和23Na MAS NMR谱研究了Na2MnPO4F材料充放电过程晶体结构和局域Na位的变化。非原位XRD测试发现充电过程中在2θ为31°和36°左右出现新的衍射峰,表明钠脱出后,电极上有中间相物质生成。23Na MASNMR谱图中-209ppm,-258ppm和-295ppm三个谱峰分别对应于该材料中Na1+Na2位、Na3位和Na4位。非原位23Na MAS NMR谱研究发现充电前期,-209ppm处谱峰面积比例减小,表明Na1和Na2位的Na相比于Na3和Na4位先脱出。充电至4.2V时,在-132ppm和-330ppm处观测到中间相物质的信号峰;而放电过程则相反。对Na2FePO4F材料进行23Na MAS NMR及23Na-23Na EXSY二维谱测试,得到与材料晶相结构对应的Na1和Na2位的谱峰位置分别为-188ppm和443ppm。对中间相Na1.5FePO4F和NaFePO4F中Na的含量进行测定,发现充电前期主要是Na2位Na的脱出,随着充电过程的进行,Na1位的Na含量逐渐减少,而Na2位相对变化则较小。比较化学脱钠与电化学脱钠过程,发现电化学脱钠过程中Na位受到Fe价态和晶胞参数变化及缺陷位点影响,使得Na位局域化学环境变得复杂,出现较多谱峰。相比而言,化学脱钠过程则达到热力学稳定状态,得到的中间相结构谱峰较少。Na2FePO4F材料在混合锂离子电池中会发生Li/Na交换,通过23Na、7Li和19F MAS NMR谱对在LD120电解液中浸泡的样品进行研究,确定了Li/Na交换的数目,并检测到LiF的生成。将Na2FePO4F在LiBr中进行Li/Na交换得到Li1.2Na0.8FeP04F材料,发现该材料在电解液中仍会发生Li/Na交换。对其自旋晶格弛豫时间T1进行测定,发现有化学交换或交叉弛豫现象存在,表明Li1.2Na0.8FePO4F材料表面SEI层中LiF与材料中Li位有交叉弛豫,进一步证明在Li/Na交换过程中有SEI层生成。对其充放循环不同充电态进行7Li MAS NMR谱测试,结果表明随着充放电循环次数增加,原有的两个Li+的嵌脱位减少为一个,即Li+的嵌脱过程仅会发生在更稳定的锂嵌脱位中。
其他文献
家族企业的内部控制,受控制环境、风险评估、控制活动、信息与沟通以及监控五要素影响。各要素之间关系和谐与否至关重要,否则会降低整个企业控制的稳定性和可靠度。在构建我国
自1978年实行改革开放以来,我国经济建设取得了巨大成就。十一五期间,中国国内生产总值达到39.8万亿元,年均增长11.2%,财政收入从3.16万亿元增加到8.31万亿元。然而,我国经济
本文通过对金融消费纠纷调解机制基本概念介绍和现行国内外金融消费纠纷调解机制经验的介绍,总结出金融消费纠纷调解机制的发展趋势,并结合我国金融消费纠纷调解机制的运行现
缅甸是一个传统的旅游大国,自然资源和人文资源都很丰富,加上地理位置优越,气候适宜、交通便利、佛教文化浓厚拥有金碧辉煌的佛寺佛塔、善良淳厚的民风和丰富的民俗文化等,更
社区矫正在西方发达国家已经走到了如今的成熟阶段,而在我国还处于较为初级的阶段,很多问题还有待研究。一个突出的问题就是,对社区矫正工作者的法律定位问题的研究不够深入
《中国好声音》是一档流行的电视综艺节目,自2012年播出以来就受到大众的持续关注,研究者也对《中国好声音》节目及其影响等展开了相关研究。目前,已有对于《中国好声音》节
农产品是食品的源头,农产品质量安全关系到人民群众的身体健康和生命安全,而农产品质量安全又直接取决于农产品的产地环境。近年来,随着中国工业的快速发展以及农药化肥在农
人力资本对经济增长的贡献已经形成共识,并早已被纳入经济增长模型中,但以往研究主要集中于教育人力资本,而对健康人力资本的研究则相对不足。身心健康是劳动者从事经济活动
为了量化我国债券市场的整体市场流动性,本文从市场有效性的角度入手,根据市场套利资本与定价误差之间的关系,挖掘市场定价噪音中代表市场流动性变化的信息。本文利用银行间
外贸转型升级和结构优化是近年来外贸研究领域的热点问题。改革开放以来,我国对外贸易发展取得了举世瞩目的成绩。与此同时,我国的出口商品结构也表现出诸多矛盾和问题,制约