[01272870]基于低共熔溶剂制备钠离子电池纳微结构Na2Ti3O7/C负极材料

项目采用低成本的低共熔溶剂热法，在温和条件下制备了具有较好电化学性能的Na2Ti3O7等钠/锂离子储存材料，开展了如下方面的研究：

（1）在分析Na2Ti3O7材料的形成机制的研究基础上，确定了Na2Ti3O7负极材料的制备工艺参数、产品微观结构与电化学性能的关系，优化了合成工艺。

最佳工艺下合成材料在各不同倍率下循环 10 圈的倍率性能图及充放电曲线，在0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0C 倍率下材料的放电比容量为194、177、161、147、128、103 mAh·g-1，当电流又恢复至 0.1C 时，在随后的循环中放电比容量仍然可以保持在 169 mAh·g-1，相比于目前大多数合成的 NTO 材料来说具有较好的倍率性能。

使用氯化胆碱/乙二醇低共熔溶剂热法不仅能缩短传统合成Na2Ti3O7的工艺过程，且 Na2Ti3O7产物表现出较好的电化学性能。

研究了上述材料在充放电过程中的动力学行为：低共熔溶剂热法合成的Na2Ti3O7 材料的赝电容行为占比都超过了全部电荷的85%以上，说明该材料的电化学动力学行为主要以赝电容行为为主，进一步解释了在氯化胆碱/乙二醇低共熔溶剂热法合成的 Na2Ti3O7材料稳定性较好的原因。

将多壁碳纳米管与Na2Ti3O7材料进行原位复合，制备了珊瑚状Na2Ti3O7@CNTs材料，为Na+的嵌入/脱出提供了大量的吸附位点，测定并分析了组装的AC// Na2Ti3O7@CNTs钠离子混合电容器的充放电性能，上述钠离子电容器在 0.1A·g-1 电流密度时，功率密度达到了61.7Wh·kg-1，能量密度为420.8W·kg-1，其性能明显高于部分锂离子储能器件，可为钠离子电容器的研究提供参考。

本项目的研究取得了一些成果，发表学术论文5篇，授权专利1项，培养硕士生2人。研究所采用的低共熔溶剂介质中温和制备的方法对锂/钠离子电极材料的合成提供了新思路，具有一定的应用前景。