【摘 要】
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钠离子电池正极材料磷酸钒钠（1 C=117mAh/g）具有NASICON型结构,此结构不仅有利于钠离子的快速迁移,而且在钠离子脱嵌过程中的体积形变较小,主体框架机构保持不变。但是由于自身结构的原因导致电子电导率有限。本文通过优化合成工艺、改变颗粒形貌、掺杂等方法来提高电化学性能,对Na3V2（PO4）3（NVP）正极材料结构、微观形貌和电化学性能进行了系统的研究。采用水热辅助凝胶法合成Na3V2（
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钠离子电池正极材料磷酸钒钠（1 C=117mAh/g）具有NASICON型结构,此结构不仅有利于钠离子的快速迁移,而且在钠离子脱嵌过程中的体积形变较小,主体框架机构保持不变。但是由于自身结构的原因导致电子电导率有限。本文通过优化合成工艺、改变颗粒形貌、掺杂等方法来提高电化学性能,对Na3V2（PO4）3（NVP）正极材料结构、微观形貌和电化学性能进行了系统的研究。采用水热辅助凝胶法合成Na3V2（PO4）3/C正极材料。确定水热温度190℃,水热时间40 h,抗坏血酸含量NVP:C=1:1.75,NaOH用量NVP:NaOH=1:1.2时为最佳反应条件。水热法的辅助,有利于细化颗粒,提高材料的比表面积,优化的Na3V2（PO4）3在0.2 C、放电比容量为105.6 mAh/g。首次利用聚苯乙烯微球为模板剂制备了多孔结构的Na3V2（PO4）3/C正极材料。研究了模板剂添加顺序、添加量对NVP结构、形貌和电化学性能的影响,VNVP前驱体溶液:VPS=1:3时,样品具有92 mAh/g的放电比容量,在500次长循环后,容量保持率为94.48%。适量的模板剂增加活性物质颗粒间以及活性物质与电解液之间的接触,均匀包覆在正极活性物质表面,提高材料的电导率。对Na3-xMxV2（PO4）3/C（M=Li、K）进行了探究。K离子作为具有功能性的支撑离子可以缓解脱嵌过程中的形变压力,Na2.9K0.1V2（PO4）3/C样品在0.2 C下首次放电比容量为107.7 mAh/g,而适当的Li离子掺杂有助于减小颗粒尺寸,激活Na（2）位活性。Na2.8Li0.2V2（PO4）3/C电极在0.2 C的放电比容量为106.9 mAh/g,在500次循环后容量保持率为99.82%,即使在20 C高倍率下,放电比容量仍然保持在102.0 mAh/g。采用水热辅助凝胶法制备了 Na3V2（PO4）3/CN-x正极材料,适量的N元素掺杂可以增多C层的缺陷,降低了电荷转移电阻,提高电子电导率。N源加入量nC3N6H6:nNVP=2时,放电比容量为111.4mAh/g,在经历不同倍率（0.2 C-20 C）70次循环后,倍率降回到0.2 C,NVP/CN-2的放电容量可以恢复111.2 mAh/g。
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