普鲁士蓝类钾离子电池正极材料的制备及其性能研究

发布时间：2020-12-05 12:54

　　锂离子电池由于其高比能、长寿命等优点,被认为是目前为止最为重要的二次电池之一,广泛应用于储能、便携式电子设备以及电动汽车等。然而,不断攀升的锂的价格、以及有限的锂资源将成为制约锂离子电池大规模应用的重要因素。因此,探索基于其他碱金属如钾、钠的新型二次电池具有十分重要的意义,由于钾成本低廉且储量丰富,标准电极电位与锂相近（K⁺/K,-2.93 V;Li⁺/Li,-3.04 V）,钾离子电池被视为大规模储能系统未来的有力竞争者之一。然而,由于钾离子的半径远远大于锂离子等原因,目前钾离子电池尚存在储钾性能差、循环寿命短等问题,且主要问题存在于正极材料之中。因此,开发和研究具有优异性能的新型正极材料已成为钾离子电池领域的重要研究课题。普鲁士蓝类材料由于具备合适的钾离子通道而受到研究者的广泛关注,但是这类材料也存在容量低、循环稳定性差等问题。本文通过共沉淀法优化制备得到镍钴多元普鲁士蓝材料,并考察了三元普鲁士蓝材料电化学性能提升的原因。在此研究基础上,对铁基普鲁士蓝材料进行了梯度镍掺杂,探究了镍掺杂对循环性能和电压平台的影响。更进一步,我们通过溶剂热技... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钾离子电池充放电过程中工作原理示意图

第一章 绪论g-1（如图 1-2c 所示）。根据研究人员报道，在第一次充电过程中材料+，在随后的放电过程中却有 0.41 个 K+回嵌到材料的结构中。这些结间的原位 XRD 检测到的衍射峰的移动来确定，材料的（008）峰在充动到较低的角度，这主要是由于 K+的迁出增加了氧原子间的昆仑斥原位 XRD 中还检测到几个相变，研究人员将其归因于 K+/空位次序。料循环 120 圈后将金属钾负极和电解质更新后发现电池的嵌钾容量电池容量衰减可能是电解质与正极材料或金属钾之间严重的副反应

第一章 绪论时晶体结构的变化以为简单地叙述为 P3→两相反应→O3→两相反应→X（O3，以ABCABC 的顺序堆叠；X，在高充电电压状态下形成的新相）。而且这个过程都是可逆的。迄今为止，锰基钾离子正极材料虽然有着较高的初始比容量，但其循环稳定性和倍率性能仍然面临着诸多挑战。

【参考文献】：
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本文编号：2899484