碳基复合纤维的合成及其储锂/钠性能

发布时间：2021-01-03 02:08

　　锂离子电池是一种优秀的储能器件,它具有工作电压高、能量密度高、功率密度大、无记忆效应、绿色无污染、循环寿命长等众多优点,在移动电子设备、便携式小型电器中获得了广泛应用,是21世纪的理想能源,也是国际上广为关注的研究热点。然而锂元素含量较少并且分布不均匀以及锂离子电池成本较高等因素可能带来锂离子电池发展瓶颈问题。与锂元素同主族的钠元素因为其资源丰富且具有与锂类似的电化学行为,使得钠离子电池可以作为一种有效的锂离子电池潜在的替代品。负极材料是锂/钠离子电池的重要组成部分,对电池性能有着显著的影响。碳材料是研究锂/钠离子电池最常见的负极材料,其具有平台低,稳定性好,充放电时体积膨胀小等优势,但用于储锂/钠电池时的容量不高。过渡金属化合物因其比容量远高于碳材料,成为非常有前景的电极材料,然而它们在充放电过程中会产生较大的体积膨胀,破坏电极结构的完整性,严重影响电池性能的循环稳定性。为了提高锂/钠离子电池负极材料的性能,在本论文中,我们利用碳材料和过渡金属化合物各自优点,经过合理的设计,利用静电纺丝、水热等方法成功的构筑具有高性能的碳基过渡金属化合物复合材料作为锂/钠电极负极材料。结合不同的表征... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

锂离子电池应用领域举例示意图

2图 1.2 锂元素和钠元素的主要物理化学性能网状拓扑图[11都是碱金属元素，锂的相对原子质量是 6.94，钠的相钠是一种更轻的元素，并且锂的电极电势相对于标准准电极电势是-2.71V。从理论容量比较，金属锂的容金属钠的容量只有 1166mAhg-1，所以锂离子电池体系更大的能量密度，它们的相关物理性质如网状拓扑等活泼金属作为电池材料的设想是 20 世纪 50 年代美出的，从那以后研究者们开始从事研究这方面的工作

是 1970 年埃克森的 Whittingham 采用 TiS2作为正极材料，金属锂作为备而成。到 1980 年，有相关报告同样证实了在室温下钠离子嵌入 T逆性。同年，Goodenough 提出了将含锂的层状氧化物氧化钴锂（LiC能量的锂电池正极材料。到 1982 年有相关报告报道了含钠层状氧2同样可以作为钠离子嵌入的正极材料，开始了锂/钠电池的最原始研电池和锂电池几乎是同步发展，但从 1980 年以后研究锂电池的热潮远池，有可能源自大家对锂电池的能量密度高于钠电池这样的一个认识池的发明是在 1985 年发现碳材料可以作为锂充电电池的负极材料，到了锂离子电池的原始设计，并实现了 Li//MoS2充电电池的商业化，但89 年发生起火事故导致此充电电池的终结。在 1987 年，日本索尼公为的负极材料，LiPF6-PC+EC 为电解液，LiMO2（M=Co，Ni，Mn）料组装的锂离子电池的性能比较好。这类电池不含金属锂，而是利用负极材料中脱出和嵌入，索尼公司在 1991 年发布首个商用锂离子电池二十余年中，商业化的锂离子电池发展非常迅速，并随着市场需求的提电池在可充放电电池中占据的绝对的优势[12，13]。


本文编号：2954105