基于金属硫/硒化合物微纳结构的设计及其储钠性能研究

发布时间：2020-12-12 10:43

　　锂离子电池由于具有工作电压高、循环寿命长和能量密度高等优点已经广泛应用于便携式移动电子设备和电动汽车领域。但是,受限于锂资源储量少且分布不均匀,导致锂离子电池成本居高不下,使其难以应用于大规模储能领域。钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理,并且钠资源储量丰富、价格低廉,从而引起了研究者们的极大兴趣。得益于钠离子电池在成本方面的优势,使其成为替代锂离子电池应用于大规模储能领域的一种选择。然而,商业化锂离子电池石墨负极材料由于储钠容量低和循环性能差而不能直接作为钠离子电池负极材料。因此,寻找新型的钠离子电池负极材料且拥有高的比容量和优异的循环性能非常必要。金属硫/硒化合物由于理论比容量高而被认为是一种有前景的钠离子电池负极材料。但是,在充放电过程中严重的体积变化而导致差的循环和倍率性能限制了其在实际中的应用。因此,针对上述问题,本文致力于提高金属硫/硒化合物的循环和倍率性能,设计和制备了一系列电化学性能优异的金属硫/硒化合物钠离子电池负极材料,具体研究内容如下:以氯化钠为硬模板,结合冷冻干燥法和水热法制备了Fe₃O₄/Fe_1-x

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

过去，现在和预测到2050年世界能源需求[1]

图 1-2 地壳中的元素丰度[10]Fig. 1-2 Elemental abundance in the Earth’s crust着人们对绿色可持续能源的利用不断增加，寻找合适的储能设备迫在眉睫电池的价格过于昂贵，使其应用在大规模储能系统上受到了一定的限制。格低廉、环境友好以及安全性高的新型储能电池来取代锂离子电池显得和锂是同一主族的元素，有很多相似的物理和化学性质。而且钠离子电池的组成部件基本相同。因此，钠离子电池引起了研究者们的极大关注，并池的研究也越来越多[8, 9]。钠资源在地球上的储量极为丰富而且钠离子电对于锂离子电池占据明显的优势。如图 1-2 所示，锂资源储量比较低，锂需求量不断增加，这就会造成锂离子电池原材料 Li2CO3价格的不断增长离子电池制造成本不断上升。另一方面，地球上钠元素的储量丰富，远远储量，使得钠离子电池制造成本较低。另外，锂资源在地球上的分布不均美），而钠资源分布在全球各地。最后，从制造成本方面来说，由于钠与

第一章 绪论电池的性能不如锂离子电池。另外，钠的标准电化学电势较锂低，这导致了的能量/功率密度不如锂离子电池。因此，在对能量/功率密度要求较高的领电池的竞争力显然不如锂离子电池。但是，由于大型储能器件对电池的能量/求不高，所以钠离子电池在大型储能系统上的应用前景光明。为了更好的满型储能系统对钠离子电池的需求，对钠离子电池的性能提升显得尤为必要。

【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子电池正极材料研究进展[J]. 方永进,陈重学,艾新平,杨汉西,曹余良.  物理化学学报. 2017(01)
[2]电化学储能基本问题综述[J]. 李泓,吕迎春.  电化学. 2015(05)



本文编号：2912402