高性能硒基钠电负极材料的设计制备与性能研究

发布时间：2024-03-06 01:40

　　钠离子电池(SIBs),由于钠资源的分布广泛、储量丰富,价格低廉等优点受到了广泛的关注。与此同时,SIBs与锂离子电池(LIBs)具有相似的储能机理,已经被一致认为是替代占市场主导地位的LIBs最有前途的一种。不幸的是,对于SIBs负极材料来说,大多数传统LIBs负极材料,不能提供预期的储钠性能,这主要是源于:相比锂离子,钠离子具有更大的离子半径和更加缓慢的扩散动力。举例来说,具有高石墨化的商业可用碳材料在LIBs市场占90%,但在常用的钠离子电解液中几乎不能储钠。锂电池材料中比容量最高的硅负极材料(理论容量:4200 mA h g^-1),当用作SIBs负极材料时,几乎不能和钠发生合金化反应。因此,制备出具备优异储钠性能的负极材料,并将其组装成钠离子全电池,是一个巨大的挑战。本文主要围绕基于硒基的新型负极材料进行结构以及形貌的设计,合成和钠电性能的研究。具体的研究内容包括以下几个方面:(1)我们以NiCo双金属有机框架材料(NiCo-MOF)为前驱体将其进行硒化处理,得到了双金属硒化物复合材料(Ni_1.5CoSe₅),随...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1锂离子电池的应用

包括风能，水能，地热能，潮汐能，太阳能等。虽然它们的资源丰富，何解决这一类能源的不连续性是实际应用时所面临的主要问题。目前，利用大能系统将这些新能源转化而来的电能存储之后再连续的供给到电力系统中是最的方法之一。在各种储能技术中，使用电化学二次电池储能是一种很有前景的方主要是因为它....

图1-2钠离子电池工作原理示意图

离子电池（SIBs）得到了大家的广泛关注。事实上，SIBs的电化学储能研究可到1980年，钠和TiS2在室温下反应的研究几乎与锂和TiS2的研究同时报道。s相比，由于SIBs的电化学性能较差，尤其是能量密度，所以研究者们都将重心放在了LIBs上。再加上后来廉价....

图1-3Na-Me-O层状氧化物（边缘共享MeO6八面体）的分类和钠离子脱出后相转变[2]

东北师范大学博士学位论文的可逆转换的。在充电过程中，电流由外电路从负极流向正极，即电子从正极电路流向负极。正极材料失去电子，价态升高，伴随着钠离子从正极材料中脱维持电荷平衡。钠离子经由电解质迁移至负极，嵌入负极之中，并俘获外电路来的电子。负极材料得到电子后价态降低。整个过程中电能....

图1-4NaFePO4的晶体结构（a）磷铁钠矿型，（b）橄榄石型[34]

东北师范大学博士学位论文橄榄石型的NaFePO4类似于LiFePO4，其中共角的FeO6单元连接在PO4的边上，但是橄榄石型的NaFePO4与磷铁钠矿型的相比是不稳定的且不能通过常规方法制备。而磷铁钠矿型的NaFePO4中，共边的FeO6单元与相邻的PO4单元共角....

本文编号：3920356