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撰写报告，旨在探讨钠离子电池磷酸盐正极材料的制备及其电化学性能的研究。文中阐述了混合物NaV(PO)和NaV(PO)PO的晶体结构、动力学特性以及对钠离子电池的潜在应用。此外，还介绍了KVPO的晶体结构和功能，以及制备新型钠离子电池正极材料KVPO对钠离子扩散动力学的影响。首先，描述了混合物的组成和晶体结构，包括NaV(PO)和NaV(PO)PO的晶体类型、成分、结构特点和活性。然后，详细讨论了混合物中各元素的作用，以及它们如何影响晶体结构和动力学特性。接
天津师范大学硕士研究生学位论文
摘 要
钠离子电池因其原材料丰富、资源成本低、安全环保等特点，被认为是下一
代储能器件的理想选择。聚阴离子磷酸盐正极材料由于具有稳定的骨架结构、合
适的工作电压和快速的离子扩散通道，是最有前途的钠离子电池正极材料，具有
很大的研究价值和应用前景。本文主要通过 Na V (PO ) 和 Na V (P O ) PO 均
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质杂化协同提升混相材料的倍率特性和循环稳定性，通过KVP O 在钠离子脱嵌
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过程中发生可逆相变的优势实现其在钠离子电池中的应用，为钠离子电池聚阴离
子磷酸盐材料的改性提供新的方向。
首先，根据相图调节反应组分，将Na V (PO ) 和Na V (P O ) PO 均质杂化
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得到混相正极HNVP ，充分发挥其双相协同作用并引发钠离子电池中的快速动力
学。HNVP 的动力学在很大程度上是由均质杂化后的 Na V (PO ) 和
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Na V (P O ) PO 之间的密切相互作用，Na V (P O ) PO 的中间状态以及非晶态
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晶界的原位形成来增强的。这种均质杂化作用使HNVP 具有高达50C 的超高速
率能力和48.85mg cm-2 的高负载，实现了3.81mAh cm-2 的商用面积容量，同时
具有稳定结构的HNVP 在 2100 次循环后每循环容量衰减率低至 0.0051% ， 此
外HNVP//NaTi (PO ) 全电池也表现出优异的速率性能和超过 1500 次循环的循
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环稳定性。这种均质杂化策略可以进一步推广到各种类型的复合正极，以实现钠
离子电池磷酸盐正极材料的创新。
随后，通过制备新型钠离子电池正极材料KVP O 来增强钠离子扩散动力学。
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KVP O 的动力学在很大程度上是由KVP O 晶格的扩展结构对钠插层具有吸引
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力，P O 基团的存在以及在钠离子脱嵌过程中发生单斜相KVP O (P2 / C)和三
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斜相K VP O (P1)的可逆相变来增强的。KVP O 应用于钠离子电池中使其具有
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高达50C 的超高速率能力和46.38mg cm-2 的高负载，实现了1.80mAh cm-2 的面
积容量。在5C 倍率下，3000 次循环后每循环容量衰减率为0.0093% ；在10C 倍
率下，2000 次循环后每循环容量衰减率为 0.0065% 。同时KVP O //NaTi (PO )
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全电池也表现出高达 50C 的速率性能和比较优越的循环稳定性。这种制备钾基
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