Page 191 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 梁勇清，等: 焙烧条件对 Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 /C 的制备及储锌性能影响 ·647·

从图 13a~d 可以观察到，NVP/C-700-8 均比其他
几个时间所制备的材料具有更好的倍率性能。NVP/C-
700-8 在 0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 和 2.0 A/g 电流密
度下的放电比容量分别为 112.1、115.2、114.6、111.8、
108.1 和 100.6 mA·h/g，明显高于其他 3 个煅烧时间
制备的 NVP/C 放电比容量。
另外，当电流密度恢复到 0.2 A/g 时，所有材料
均能恢复到原始比容量，表明材料具有一定的循环
稳定性，并且适宜的煅烧时间可以保证材料充分生
长与结合、反应并减少杂质的生成，表面的无定形
碳与材料结合得更加紧密，提高材料的电化学性能。
图 14 为 NVP/C-700-8 在 0.1 A/g 电流密度下经
过不同循环后的充放电平台变化曲线。

图 14 NVP/C-700-8 在 0.1 A/g 下的充放电曲线
Fig. 14 Charge and discharge profiles for NVP/C-700-8 at
0.1 A/g

从图 14 可以看出，材料在经过不同循环后依旧
保持着相似形状，充电平台为~1.4 V，对应于 Na +
从 NVP 骨架的脱嵌；放电平台为~1.3 V，对应于
+
Na 的嵌入。经过 5 次循环后，在~1.0 V 附近出现
2+
了一个新的放电平台，这可以归因于 Zn 嵌入到
Na x V 2 (PO 4 ) 3 骨架中。其主要反应机理如下方程式
所示 [36] ：
首次充电过程：
Na V (PO )  4 3 (3 x )e   (3 x )Na  + Na V (PO )
2
3
x
4 3
2
后续充放电过程：
Na V (PO )  4 3 z Zn  2 y Na   (2z  y )e  
x
2
Zn Na (+ )x y V (PO )
4 3
z
2
a—NVP/C-700-6；b— NVP/C-700-8；c— NVP/C-700-10；d—
NVP/C-700-8 具备较高放电比容量和较好循环
NVP/C-700-12
可逆性原因一方面是归因于在该煅烧时间下材料具有 图 15 NVP/C 在 0.1 mV/s 下的 CV 曲线
更好的表面形貌且结晶性良好、结构更为稳定，更有 Fig. 15 CV curves of NVP/C at 0.1 mV/s
2+
利于 Zn 脱嵌；另一方面源于材料在单组分电解液
+
2+
〔3.0 mol/L Zn(CF 3SO 3) 2〕中呈现出 Zn /Na 共嵌入机 从图 15 可以看出，在相同扫描速率下，所有样
制 [36] ，从而使材料表现出较为优异的电化学性能。 品的 CV 曲线均呈现出相似形状，都有明显的氧化
2.2.4 循环伏安曲线分析 还原峰，氧化峰出现在~1.4 V，还原峰出现在~1.3 V，
+
图 15 为不同煅烧时间制备的 NVP/C 的循环伏 分别对应 Na 可逆地从 NVP 骨架中自由脱出与嵌入
3+
4+
安曲线。 过程，并伴随着 V /V 的氧化还原反应。从图 15