高容量电极材料的设计、合成及其储镁/锂性能研究
发布时间：2021-09-24 20:23
锂离子电池已经被广泛应用于便携式移动设备、电动汽车和储能电站等领域。然而,随着人类社会的不断发展与进步,对化学电源的要求越来越高,促使科学工作者们不断地探索,提出了金属-空气（比如Zn-O2,Mg-O2,Al-O2等）和锂-亚硫酰氯等高能一次电池以及可充镁电池等新型二次电池体系。无论是一次还是二次电池,寻找理想的电极材料是关键。对一次电池来说,主要关注的是正负极材料的比容量、输出电压以及电池的自放电行为。而对于二次电池,除了上述因素,更要关注电极反应的可逆性。迄今为止,人们已经开发出了各种各样的正极和负极材料,其中多价态的过渡金属氧化物因其具有高的理论比容量而备受研究者的青睐。然而,过渡金属氧化物作为二次电池的电极材料时,仍然存在首效低、循环性能差和倍率性能差等很多问题。对此,本文通过多种合成方法可控制备了一系列具有高比容量的新型多元过渡金属氧化物,并研究了材料的形貌特征、颗粒尺寸和微纳结构对于其作为可充镁/锂混合离子电池正极材料和锂离子电池负极材料的电化学性能的影响。具体的研究内容和取得的结果如下:（1）本文首次将CF...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各化学元素在地壳中的相对丰度[4]
第一章 绪论进行可逆嵌/脱镁离子的化合物构成，电解质主要由一些的非水液体或者固体构成，负极材料主要由金属镁、镁合离子的物质构成。显示的是可充镁电池的工作原理示意图。电池在充电时，出，在外电压的驱使下，经由电解液向负极材料方向迁移的导线中，等量的电子从正极流向负极。充电时，负极材料镁量较少，能量比较高；放电时则相反，Mg2+从负极中脱中；外电路流动的电子产生电流，此时，化学能转化为电如锂电池，但从材料成本和安全性角度看，可充镁电池仍
第一章 绪论（1）过渡金属硫化物和硒化物长期以来，过渡金属硫化物在二次电池中已经得到广泛应用。研究最多的材料主要为 Chevrel 相和二维层状结构（MS2, M=Nb，Ti，V，Mo 和 W 等）。其中，Cherv Mo6S8材料被认为是可充电镁电池当中最具有应用前景的正极材料之一，因为它离子的可逆嵌入和脱出表现出很强的高耐性。Chervel 相 Mo6S8材料的结构如图 1示，它由 8 个 S 组成的立方体和 6 个 Mo 组成的八面体所构成，其中存在大量的分布，从而弥补了二价离子引起的电荷不平衡问题。目前，关于镁离子在 Cherv Mo6S8材料中的嵌入/脱出反应机理的研究已经很多。Aurbach D.等人[13, 14]，在 20第一次报道了 Chverel 相 Mo6S8材料，该材料在 0.25 M Mg(AlCl2BuEt)2/THF 电中，当充放电倍率为 C/8 时，其首次放电容量为 100 mAh g-1， 经过 2000 圈的电反应之后，容量衰减几乎为零。对于 Mo6S8材料，Mg2+的脱/嵌反应过程如下：6 8 x 6 8xMg Mo SMg Mo S (0<x<2) 放电充电（1-2
【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子电池负极材料研究进展[J]. 苗艳丽,刘兴江. 电源技术. 2015(02)
[2]镁电池研究进展[J]. 胡启明,张娅,陈秋荣. 电源技术. 2015(01)
[3]正极集流体对可充镁电池电化学性能的影响[J]. 苏硕剑,努丽燕娜,非路热·吐尔逊,杨军,王久林. 物理化学学报. 2015(01)
[4]介孔硅酸锰镁可充镁电池正极材料的制备及其电化学性能研究[J]. 努丽燕娜,杨军,郑育培,王久林. 无机材料学报. 2011(02)
[5]可充镁电池正极材料MgTi2O5的研究[J]. 赵明,焦丽芳,袁华堂,王伟,王永梅. 南开大学学报(自然科学版). 2006(03)
博士论文
[1]锂离子电池集流体与新型离子液体电解液的相容性及界面电化学行为研究[D]. 彭成信.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]可充镁电池正极材料及电池体系研究[D]. 潘万晶.上海交通大学 2016
[2]钼基复合材料的制备及其储锂性能研究[D]. 郭蕾.上海大学 2015
本文编号：3408391
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各化学元素在地壳中的相对丰度[4]
第一章 绪论进行可逆嵌/脱镁离子的化合物构成，电解质主要由一些的非水液体或者固体构成，负极材料主要由金属镁、镁合离子的物质构成。显示的是可充镁电池的工作原理示意图。电池在充电时，出，在外电压的驱使下，经由电解液向负极材料方向迁移的导线中，等量的电子从正极流向负极。充电时，负极材料镁量较少，能量比较高；放电时则相反，Mg2+从负极中脱中；外电路流动的电子产生电流，此时，化学能转化为电如锂电池，但从材料成本和安全性角度看，可充镁电池仍
第一章 绪论（1）过渡金属硫化物和硒化物长期以来，过渡金属硫化物在二次电池中已经得到广泛应用。研究最多的材料主要为 Chevrel 相和二维层状结构（MS2, M=Nb，Ti，V，Mo 和 W 等）。其中，Cherv Mo6S8材料被认为是可充电镁电池当中最具有应用前景的正极材料之一，因为它离子的可逆嵌入和脱出表现出很强的高耐性。Chervel 相 Mo6S8材料的结构如图 1示，它由 8 个 S 组成的立方体和 6 个 Mo 组成的八面体所构成，其中存在大量的分布，从而弥补了二价离子引起的电荷不平衡问题。目前，关于镁离子在 Cherv Mo6S8材料中的嵌入/脱出反应机理的研究已经很多。Aurbach D.等人[13, 14]，在 20第一次报道了 Chverel 相 Mo6S8材料，该材料在 0.25 M Mg(AlCl2BuEt)2/THF 电中，当充放电倍率为 C/8 时，其首次放电容量为 100 mAh g-1， 经过 2000 圈的电反应之后，容量衰减几乎为零。对于 Mo6S8材料，Mg2+的脱/嵌反应过程如下：6 8 x 6 8xMg Mo SMg Mo S (0<x<2) 放电充电（1-2
【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子电池负极材料研究进展[J]. 苗艳丽,刘兴江. 电源技术. 2015(02)
[2]镁电池研究进展[J]. 胡启明,张娅,陈秋荣. 电源技术. 2015(01)
[3]正极集流体对可充镁电池电化学性能的影响[J]. 苏硕剑,努丽燕娜,非路热·吐尔逊,杨军,王久林. 物理化学学报. 2015(01)
[4]介孔硅酸锰镁可充镁电池正极材料的制备及其电化学性能研究[J]. 努丽燕娜,杨军,郑育培,王久林. 无机材料学报. 2011(02)
[5]可充镁电池正极材料MgTi2O5的研究[J]. 赵明,焦丽芳,袁华堂,王伟,王永梅. 南开大学学报(自然科学版). 2006(03)
博士论文
[1]锂离子电池集流体与新型离子液体电解液的相容性及界面电化学行为研究[D]. 彭成信.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]可充镁电池正极材料及电池体系研究[D]. 潘万晶.上海交通大学 2016
[2]钼基复合材料的制备及其储锂性能研究[D]. 郭蕾.上海大学 2015
本文编号：3408391
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