转化型负极材料的设计制备及电化学性能研究
发布时间：2023-03-31 23:49
本论文旨在改善转化型负极材料的电化学性能。通过设计构筑纳米材料、多孔结构和复合材料来提高电极材料的反应动力学以及结构稳定性,使其具有高的循环可逆性、优异的倍率性能和长的循环寿命。另外,本文还系统地研究了电极材料的电化学储锂/钠机制,揭示了材料结构与电化学性能相关性,取得了一系列重要的研究成果:(1)我们通过简易的水热法合成了纳米棒自组装的二硒化亚铁纳米棒簇材料。二硒化亚铁棒簇作为钠离子电池负极材料时,其表现出了优异的电化学性能,是具有前景的钠离子电池负极材料。在1 A g-1的电流密度下循环400圈后仍有515 mAh g-1的放电比容量,在高达35 A g-1的电流密度下,仍能提供128mAh g-1的放电比容量。通过动力学计算,我们揭示了材料的赝电容特性使得其具有优异的储钠性能。此外,我们还首次利用原位XRD表征手段对材料的电化学反应机制进行了研究,证实了该材料在充放电循环过程中其结构向无定形化转变。(2)我们采用溶剂热与煅烧相结合的方法成功制备了多孔硫化亚铁@氮掺杂碳复合纳米线材料。通过对样品...
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂/钠离子电池的结构与工作原理
1.3 锂/钠离子电池的正极材料
1.3.1 聚阴离子型正极材料
1.3.2 层状氧化物正极材料
1.4 锂/钠离子电池的负极材料
1.4.1 嵌入型反应机制负极材料
1.4.2 合金化型反应机制负极材料
1.4.3 转化型反应机制负极材料
1.5 本论文的选题意义与主要研究内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 主要研究内容
第2章 二硒化亚铁棒簇电极材料的制备及电化学性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 二硒化亚铁棒簇电极材料的制备
2.2.2 材料结构检测和表征方法
2.2.3 电极材料的电化学性能测试
2.3 二硒化亚铁棒簇的结构表征及电化学性能
2.3.1 二硒化亚铁棒簇的结构表征
2.3.2 二硒化亚铁棒簇的形成机理
2.3.3 二硒化亚铁棒簇电极材料的电化学性能
2.4 本章小结
第3章 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的构筑及电化学性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的制备
3.2.2 硫化亚铁@氮掺杂碳复合微米片的制备
3.2.3 硫化亚铁多面体材料的制备
3.2.4 材料表征方法与电化学性能测试
3.3 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的结构表征及电化学性能
3.3.1 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的物相与结构分析
3.3.2 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的形成机理研究
3.3.3 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的电化学性能
3.4 本章小结
第4章 蛋黄壳结构硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的设计构筑及电化学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 锌钴基沸石咪唑酯骨架的制备
4.2.2 蛋黄壳结构硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的制备
4.2.3 材料表征方法与电化学性能测试
4.3 蛋黄壳结构的硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的结构表征及电化学性能
4.3.1 蛋黄壳结构的硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的物相与结构分析
4.3.2 蛋黄壳结构的硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的电化学性能
4.4 本章小结
第5章 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的构筑及电化学性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的制备
5.2.2 材料结构检测和表征方法
5.2.3 电极材料的电化学性能测试
5.3 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的结构表征及电化学性能
5.3.1 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的物相与结构表征
5.3.2 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的电化学性能
5.4 本章小结
第6章 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的构筑及电化学性能
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的制备
6.2.2 分级硅酸铜空心球材料的制备
6.2.3 材料表征方法与电化学性能测试
6.3 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料结构表征及电化学性能
6.3.1 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的物相与结构表征
6.3.2 分级硅酸铜空心球材料的形成机理研究
6.3.3 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的电化学性能
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
博士期间已发表和即将发表的论文
博士学习期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3776034
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂/钠离子电池的结构与工作原理
1.3 锂/钠离子电池的正极材料
1.3.1 聚阴离子型正极材料
1.3.2 层状氧化物正极材料
1.4 锂/钠离子电池的负极材料
1.4.1 嵌入型反应机制负极材料
1.4.2 合金化型反应机制负极材料
1.4.3 转化型反应机制负极材料
1.5 本论文的选题意义与主要研究内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 主要研究内容
第2章 二硒化亚铁棒簇电极材料的制备及电化学性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 二硒化亚铁棒簇电极材料的制备
2.2.2 材料结构检测和表征方法
2.2.3 电极材料的电化学性能测试
2.3 二硒化亚铁棒簇的结构表征及电化学性能
2.3.1 二硒化亚铁棒簇的结构表征
2.3.2 二硒化亚铁棒簇的形成机理
2.3.3 二硒化亚铁棒簇电极材料的电化学性能
2.4 本章小结
第3章 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的构筑及电化学性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的制备
3.2.2 硫化亚铁@氮掺杂碳复合微米片的制备
3.2.3 硫化亚铁多面体材料的制备
3.2.4 材料表征方法与电化学性能测试
3.3 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的结构表征及电化学性能
3.3.1 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的物相与结构分析
3.3.2 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的形成机理研究
3.3.3 多孔硫化亚铁/氮掺杂碳复合纳米线的电化学性能
3.4 本章小结
第4章 蛋黄壳结构硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的设计构筑及电化学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 锌钴基沸石咪唑酯骨架的制备
4.2.2 蛋黄壳结构硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的制备
4.2.3 材料表征方法与电化学性能测试
4.3 蛋黄壳结构的硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的结构表征及电化学性能
4.3.1 蛋黄壳结构的硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的物相与结构分析
4.3.2 蛋黄壳结构的硫化锌钴@氮掺杂碳复合材料的电化学性能
4.4 本章小结
第5章 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的构筑及电化学性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的制备
5.2.2 材料结构检测和表征方法
5.2.3 电极材料的电化学性能测试
5.3 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的结构表征及电化学性能
5.3.1 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的物相与结构表征
5.3.2 硒化锌微球/多壁碳纳米管复合材料的电化学性能
5.4 本章小结
第6章 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的构筑及电化学性能
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的制备
6.2.2 分级硅酸铜空心球材料的制备
6.2.3 材料表征方法与电化学性能测试
6.3 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料结构表征及电化学性能
6.3.1 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的物相与结构表征
6.3.2 分级硅酸铜空心球材料的形成机理研究
6.3.3 分级硅酸铜空心球/还原石墨烯复合材料的电化学性能
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
博士期间已发表和即将发表的论文
博士学习期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3776034
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