具有NASICON結構的Na3V2(PO4)3 (NVP)離子電導率高、體積變形小、理論比能量高(400 Wh/kg)和電化學穩定性高，是鈉離子電池正極的候選材料之一[1~3]
但是，NVP較低的本征電子電導率使其倍率性能和循環性能不高
降低顆粒尺寸、摻雜和碳包覆，可提高其導電性[4]
為了制備小尺寸的NVP顆粒，可用溶膠–凝膠法[5]、水熱法[6]、噴霧干燥法[7,8]和溶液燃燒合成(Solution combustion synthesis，SCS)[9~12]等液相法，調節工藝參數可控制其形貌和尺寸
SCS是一種簡單、快速、高效的液相制備方法
Wang等[9]用SCS合成的碳包覆NVP鈉離子電池正極材料，在0.1 C下的初始充放電比容量分別為111和101 mAh·g–1，循環50圈后的容量保持率為95%
但是，SCS的反應過程難以控制且產物易發生團聚
超聲技術是一種能強化化學反應和化工過程的物理手段，可用于輔助制備納米材料[13~15]
超聲的力學效應和空化效應不僅能促進反應的進行，還能有效阻止顆粒的團聚和長大[16]
將超聲技術引入SCS過程，可合成碳包覆NVP[17]
超聲的引入使用傳統SCS合成的塊狀團聚體轉變成富含孔洞的3D網絡結構，還能降低NVP的晶粒尺寸(<20 nm)
這種材料在0.1 C下的比容量可提高到117 mAh·g–1，在2 C下的比容量為85 mAh·g–1，在0.2 C下循環120次后保持初始容量的94%
但是在SCS過程中生成的碳為無定形碳，不能將NVP顆粒完全包覆也不能在NVP顆粒之間建立連續的三維導電網絡結構
石墨烯是一種比表面積較大的納米碳材料，具有良好的導電性和優良的機械性能，是很有前途的導電碳材料[18~22]
將大表面的石墨烯摻入NVP中可將NVP顆粒聯結起來構建連續的電子三維通道從而提高NVP的導電性
為了進一步提高超聲輔助溶液燃燒合成的NVP的導電性從而提高其倍率性能和循環性能，本文用超聲輔助溶液燃燒法合成硬碳和石墨烯雙層碳包覆的NVP復合材料，研究添加石墨烯對其組織結構和電化學性能的影響
1 實驗方法1.1 雙層碳包覆NVP的制備
用Hummers法[23,24]制備氧化石墨烯(GO)納米片
雙層碳包覆NVP的制備：將2.55 g硝酸鈉(NaNO3)、3.45 g的磷酸二氫氨(NH4H2
聲明：
“鈉離子電池雙層碳包覆Na3V2(PO4)3 正極材料的超聲輔助溶液燃燒合成及其電化學性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：羅昱,陳秋云,薛麗紅,張五星,嚴有為
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2025年07月09日 ~ 11日 
