聚吡咯基正极复合材料制备及钠电性能研究

发布时间：2022-01-06 07:43

　　由于钠资源廉价易得同时具有与锂相似的理化性质,钠离子电池逐渐成为二次电池的新宠。然而,无法忽视的是钠离子的半径相对较大,不能完全套用现有锂离子电池的电极材料及技术。因此,寻求可匹配在钠离子电池中的电极材料是十分重要的。导电聚合物聚吡咯（PPy）具有拉伸强度大、低毒和结构稳定性好等诸多优点。尤其是柔韧的聚合物分子长链为钠离子的脱嵌提供了较为宽松弹性的路径。但是其本征的电导率相对较低,掺杂后可大幅度提高PPy的电导率。通过电化学法制备的PPy,无需添加粘结剂,工艺简单。鉴于此,本论文采用电化学法制备的对甲基苯磺酸钠（Ts ONa）单掺杂的PPy和TsONa与乳酸（LA）共掺杂的PPy,并将其用作钠离子电池的正极材料,测试其电化学性能,主要内容如下:（1）通过计时安培法制备了Ts ONa单掺杂的PPy正极材料,并以钠箔为对电极/参比电极,组装成钠离子电池测试其电化学性能。利用SEM,EDX,XPS,XRD,FTIR、恒流充/放电、循环伏安以及交流阻抗等测试方法研究了其微观形貌、结构及电化学储钠性能;结果表明,成功制备得到TsONa单掺杂的PPy正极材料,其微观形貌为菜花状微粒结构。同时,作为... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钠离子电池的工作原理示意图

流电位（或对相应电极的交流电流）以较小幅度的正弦波进系统观察此过程中电极材料在稳态状态下对扰动的具体跟随所形成的频率响应函数就是我们常说的电化学阻抗。同时，料的交流阻抗，进而推导出电极材料的电化学参数，并可电池软件应用于该过程的模拟，并且通过拟合可以直观的对，此外与电极性能相关的参数也可以从中得到核算。交流阻交流信号角频率或频率变化关系的图谱。交流阻抗图谱目前，其中一种图谱是由阻抗矢量值和相角分别作为横纵坐标绘,另一种图谱则可以通过在一个图将幅频特性曲线和相频特性这样也就形成了我们常说的 Bode 图。在本文中主要是以 N图谱进行直观展示。在该图谱中，将阻抗的实部作为 Nyqui将阻抗的虚部作为 Nyquist 图的纵坐标，具体形成的图例如

昆明理工大学硕士学位论文3.1.2 SEM 分析对样品进行 SEM 测试，从而可观察其微观形貌。图 3.2a，b 分别为 TsON单掺杂的 PPy 在不同放大倍率下的 SEM 图片。在图 3.2a 中可以明显看到 TsON单掺杂的 PPy 的形貌是大小均一的不规则微球状结构，其平均粒径在 3μm 左右选取其中的部分对其进一步放大后，可观察到 TsONa 单掺杂的 PPy 颗粒表面凹凸不平，类似于花菜状结构。显然，这种凹凸不平的结构可以提高材料的比表面积有利于与电解液的充分接触，从而提高钠离子电池正极材料的电化学性能[92]。


本文编号：3572047