过渡金属硫属化物/碳负极材料的制备及储钠性能研究

发布时间：2021-04-27 06:31

　　钠离子电池由于其成本低廉且具有与锂离子电池相媲美的能量/功率密度等特点而得到了广泛的关注,并在电网级储能系统中显示巨大的发展潜力。不幸的是,钠离子电池缓慢的电化学动力学和较大的钠离子半径引发电极材料严重的体积膨胀,最终导致钠离子电池快速容量衰减和较差的倍率性能,从而阻碍钠离子电池的实际应用。过渡金属硫属化物由于具有高的理论容量和较高的氧化还原可逆性以及种类繁多等特性,受到研究人员的广泛关注,但是其较低的导电性和较差的结构稳定性限制其在钠离子电池中的应用。因此,针对上述问题,本文致力于提高过渡金属硫属化物的稳定性和倍率性能,设计合成了一系列优异的过渡金属硫属化物/碳复合材料并用作钠离子电池负极材料。具体研究内容如下:在第二章中,我们使用三氧化二铁做前驱物,然后在外表面包覆一层聚多巴胺层,再经过草酸刻蚀最终形成空心的聚多巴胺纳米立方模版,最后通过模板辅助回流策略和常规硒化处理设计合成了由碳层保护的CoSe2纳米颗粒牢固耦合在氮掺杂碳空心纳米立方结构（表示为CoSe2@C∩NC）。得益于双碳层保护,高稳定活性的CoSe2纳米颗粒以及空心结构缓解体积膨胀和促进了电子的传递的协同效应,制备的Co... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钠离子电池进展概述
    1.3 钠离子电池基本构造和工作原理
    1.4 钠离子电池正极材料
        1.4.1 层状氧化物正极材料
        1.4.2 锰氧型正极材料
        1.4.3 聚阴离子型正极材料
        1.4.4 NASICONs型正极材料
    1.5 钠离子电池负极材料
        1.5.1 碳基负极材料
        1.5.2 转换类负极材料
        1.5.3 合金类负极材料
        1.5.4 过渡金属基硫属化物负极材料
    1.6 钠离子电池电解质
        1.6.1 液态电解质
        1.6.2 固态电解质
    1.7 本论文选题背景及主要研究内容
    1.8 创新点
第二章 硒化钴复合氮掺杂碳中空纳米立方结构的制备及其储钠性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验所需的试剂和仪器
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 结构表征
        2.2.4 电池工作电极的制备和钠离子纽扣电池的组装
        2.2.5 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料合成示意图
2O₃和Fe₂O₃@PDA材料的物相表征和分析">        2.3.2 Fe₂O₃和Fe₂O₃@PDA材料的物相表征和分析
2@C∩NC物相表征和分析">        2.3.3 PDA、PDA@Co-G和CoSe₂@C∩NC物相表征和分析
    2.4 复合材料的电化学性能研究
    2.5 本章小结
第三章 硒化钼/碳中空纳米管的制备及其储钠性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验所需的试剂和药品
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 结构表征
        3.2.4 电池工作电极的制备和纽扣电池的组装
        3.2.5 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 合成示意图
        3.3.2 材料的表征与分析
    3.4 电化学性能测试
        3.4.1 钠离子电池电化学性能
        3.4.2 钠离子电池储能机制
    3.5 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3162960