Page 81 - 《精细化工》2022年第2期

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第 2 期 张 涛，等: Al 预嵌(NH 4 ) 2 V 10 O 25 ·8H 2 O 正极材料在水系锌离子电池的应用 ·285·

图 3 NVO 材料的 SEM 图（a、b）、TEM 及元素谱图（c~i）；Al-6NVO 材料的 SEM（j、k）、TEM 及元素谱图（l~s）
Fig. 3 SEM (a, b), TEM and elemental mapping images of NVO material (c~i); SEM) (j, k), TEM and elemental mapping
images of Al-6NVO material (l~s)

经过 3~5 次循环后材料的比容量基本保持稳定。Al 3+ 于 NVO 材料。Al-6NVO 材料在 0.1、0.5、1.0、2.0
预嵌的 Al-6NVO 材料经过 100 次循环后，保持着较 电流密度下放电比容量分别为 386、279、238、190
高的放电比容量（252 mA·h/g），相同条件下，纯相 mA·h/g，在高电流密度下（2.0 A/g）循环 1200 次后
NVO 材料循环 100 圈后放电比容量仅为 177 mA·h/g， 容量仍可达 122.8 mA·h/g，容量保持率高达 94.6%
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容量保持率仅有 59%，并且采用相同方法制备的另 （图 4d）。Al 的层间预嵌 NVO 材料除了拥有高容量
两种材料（Al-3NVO、Al-9NVO）电化学稳定性不 和较好的循环稳定性外，还能提高材料的倍率性能。
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够突出，可以看出，Al-6NVO 材料具有良好的循环 表 1 为 Al-6NVO 材料与单离子（Li 、Na 、K 、
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稳定性。图 4c 比较了 NVO 和 Al-6NVO 材料在 0.1、 NH 4 ）或水分子层间预嵌层状钒基正极材料的电化
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0.5、1.0、2.0 A/g 电流密度下的倍率性能。随着电 学性能对比数据。双阳离子 NH 4 与 Al 协同于层间
流密度的增加，样品的放电比容量逐渐减小，且在 形成支柱的 Al-6NVO 材料能有效扩大材料的层间
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所有倍率测试条件下，Al-6NVO 材料的比容量均高 距，有利于 Zn 的扩散并能提高层状材料之间的相

图 4 NVO 材料的 3 圈循环伏安曲线（a）；NVO 与 Al-3NVO、Al-6NVO、Al-9NVO 材料的循环性能（b）；NVO 与
Al-6NVO 材料倍率性能（c）；Al-6NVO 材料 2.0 A/g 下的循环性能（d）
Fig. 4 Three cycle voltammetry curves of NVO material (a); Cyclic performance of NVO, Al-3NVO, Al-6NVO and Al-9NVO
materials (b); Rate performance of NVO and Al-6NVO materials (c); Cyclic performance at 2.0 A/g of Al-6NVO material (d)