金属硫属化合物/碳复合纳米材料构筑及其储钠性能
发布时间：2021-07-08 00:54
钠离子电池以资源丰富的钠为基础,其产业化与锂电兼容,具有得天独厚的资源和应用优势。然而,由于钠离子半径及质量较大,钠电对电极材料的结构稳定性和电化学反应动力学要求较高。目前钠电能量密度、功率密度均不及锂电,是其应用瓶颈问题。研制兼具高能量密度、高功率密度及长循环寿命的负极材料是实现钠电应用的关键。本论文分别借助模板辅助静电组装、溶剂热辅助插层改性、气-固相间Kirkendall效应、离子交换诱导自组装等策略,合成了一系列结构选控、界面优化的过渡金属硫属化合物（MxCy）与碳材料（C）的纳米复合结构（MxCy/C）,并研究其储钠性能。主要研究内容如下:（1）模板辅助构筑少层MoS2纳米片/多孔碳复合材料。以四硫代钼酸铵及壳聚糖为前驱体,借助钥酸根离子与氨基官能团间静电相互作用,辅以聚苯乙烯纳米球模板,经静电组装-冻干-热处理技术路线,制得少层MoS2纳米片嵌入的分级多孔碳骨架（MoS2@NHPC）。该材料中MoS2...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?１?（ａ）锂资源全球分布情况（ｂ）地壳中锂与钠储量对比??Ｆｉｇ．?１．１?（ａ）?Ｇｌｏｂａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｓｏｕｒｃｅｓ；［１１?（ｂ）?ｒｅｓｅｒｖｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕ?
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１．３．１二维层状过渡金属氧化物??１９８０年代初期，Ｄｅｌｍａｓ等人率先开展了对二维层状氧化物钠电正极材料的研宄。??如图１．４所示，基于碱金属离子在层间的堆垛次序，他们将嵌钠金属氧化物（Ｎａｉ＿ｘＭ０２，??Ｍ为过渡金属）归为两大类，即０３型和Ｐ２型。ｔ３，６—７１这些晶体由共面排列的Ｍ０６八面体??组成过渡金属层，Ｎａ＋位于Ｍ０６八面体层间，形成三明治结构。其中０型代表Ｎａ＋占据??Ｍ０６层间为八面体间隙（０型排列方式为ＡＢＣＡＢＣ－），而Ｐ型代表Ｎａ＋占据Ｍ０６层间??三棱柱间隙（Ｐ型排列方式为ＡＢＢＡＡＢＢＡ…）。０２、０３、Ｐ２和Ｐ３中的数字表示单个晶??胞中金属离子八面体或棱柱层内Ｎａ＋的堆垛数量。此外，符号（’）表示晶体单斜扭曲，因??此０’３和Ｆ３分别代表０３和Ｐ３相的晶体单斜扭曲。??当ＮａｉＪＶＩ０２＊ｘ值（接近于０）越高，表明０３型晶体越稳定，Ｍ的平均氧化价态为??＋３价。０３型晶体在电化学嵌钠／脱嵌过程中会经历０３？０’３〇１＞３＾？’３结构演变。Ｎａ＋??倾向于从三棱柱型层间中脱嵌，从而形成空隙。与此同时，Ｎａ＋脱嵌使得Ｎａ＋层中存在??强烈的０排斥，故层间距会扩大。因而与０３相相比，Ｎａ＋在Ｐ’３相中扩散得更快。但??正如Ｄｅｌｍａｓ所言
本文编号：3270715
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?１?（ａ）锂资源全球分布情况（ｂ）地壳中锂与钠储量对比??Ｆｉｇ．?１．１?（ａ）?Ｇｌｏｂａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｓｏｕｒｃｅｓ；［１１?（ｂ）?ｒｅｓｅｒｖｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕ?
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１．３．１二维层状过渡金属氧化物??１９８０年代初期，Ｄｅｌｍａｓ等人率先开展了对二维层状氧化物钠电正极材料的研宄。??如图１．４所示，基于碱金属离子在层间的堆垛次序，他们将嵌钠金属氧化物（Ｎａｉ＿ｘＭ０２，??Ｍ为过渡金属）归为两大类，即０３型和Ｐ２型。ｔ３，６—７１这些晶体由共面排列的Ｍ０６八面体??组成过渡金属层，Ｎａ＋位于Ｍ０６八面体层间，形成三明治结构。其中０型代表Ｎａ＋占据??Ｍ０６层间为八面体间隙（０型排列方式为ＡＢＣＡＢＣ－），而Ｐ型代表Ｎａ＋占据Ｍ０６层间??三棱柱间隙（Ｐ型排列方式为ＡＢＢＡＡＢＢＡ…）。０２、０３、Ｐ２和Ｐ３中的数字表示单个晶??胞中金属离子八面体或棱柱层内Ｎａ＋的堆垛数量。此外，符号（’）表示晶体单斜扭曲，因??此０’３和Ｆ３分别代表０３和Ｐ３相的晶体单斜扭曲。??当ＮａｉＪＶＩ０２＊ｘ值（接近于０）越高，表明０３型晶体越稳定，Ｍ的平均氧化价态为??＋３价。０３型晶体在电化学嵌钠／脱嵌过程中会经历０３？０’３〇１＞３＾？’３结构演变。Ｎａ＋??倾向于从三棱柱型层间中脱嵌，从而形成空隙。与此同时，Ｎａ＋脱嵌使得Ｎａ＋层中存在??强烈的０排斥，故层间距会扩大。因而与０３相相比，Ｎａ＋在Ｐ’３相中扩散得更快。但??正如Ｄｅｌｍａｓ所言
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