铁基纳米材料@碳微反应器的可控构筑及其电化学储能应用研究

发布时间：2025-01-07 05:41

　　随着能源危机和环境污染问题日益严重,开发绿色、廉价、无毒、高效、可持续的新能源已成为当前研究的热点。近年,铁基纳米材料在新能源体系应用研究中备受青睐。与钴、钒、锰等元素相比,铁无明显毒理作用,且原料价格十分低廉。更重要的是,铁基纳米材料无论应用在锂/钠离子电池还是水性电池上,其储能容量等方面具备较大的优势。然而,不幸的是,电化学储能过程中的多电子氧化还原反应易造成铁基纳米颗粒的相转变和结构粉碎,使其循环寿命远达不到实际应用要求。如何合理地设计和构造出长寿命、低成本且高安全性的铁基电极材料已成为当前科学与应用研究的巨大挑战。本论文主要采用原位演化的方法将FeF₃、Fe、Fe₂F₅纳米颗粒巧妙限制在碳微反应器内部,并深入研究该微反应器对铁基纳米电极储能性能的提升作用。研究内容包括如下:1.我们利用废铁锈为原料,采用酸溶解和水热反应处理,得到平均粒径为³0nm的Fe₂O₃纳米球。而后,采用乙二醇（而非昂贵的乙炔等气体）作为碳源和还原剂,在氩气保护下对Fe_...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1锂离子电池充放电原理图

西南大学硕士学位论文究的热点。1992年，SONY公司发明了以放电平台较2作为正极组装了锂离子全电池，并逐渐发展成为当今1996年，Goodenough及其学生Padhi发现了橄榄石结在自然界是以磷铁锂矿形式存在的，其结构稳定、资。与传统的锂离子电池正极材料LiMn....

图1.2一些插层过渡金属化合物正极材料的电压容量图

图1.2一些插层过渡金属化合物正极材料的电压容量图化合物中，研究较为成熟的正极材料包括二维层状结构的LiMn2O4以及橄榄石结构的LiFePO4[18-21]，其晶体结构如为LiCoO2的结构示意图[22-23]，可看出它具有明显的层状型层状结构)，层与层之间的作用力为....

图1.3三种的锂离子电池正极材料结构示意图：（a）层状，（b）尖晶石,（c）橄榄石

图1.2一些插层过渡金属化合物正极材料的电压容量图在这些化合物中，研究较为成熟的正极材料包括二维层状结构的LiCoO结构的LiMn2O4以及橄榄石结构的LiFePO4[18-21]，其晶体结构如图1.31.3a为LiCoO2的结构示意图[22-23]，可看出它....

图1.4其它正极材料的电压容量图

图1.3b是尖晶石型LiMn2O4结构示意图，属立方晶系单位晶格中含有56个原子(包括32个氧原子，16个锰原子，中Mn3+和Mn4+各占一半。该材料具有三维隧道结构，方便锂离iMn2O4的理论比容量为148mAh/g，实际比容量为<sup>9</sup....

本文编号：4024580