普鲁士蓝及其衍生物电极材料的制备及储钠性能研究

发布时间：2021-03-08 02:50

　　进入新时代,全球的能源消耗持续增长,石油、天然气等化石能源的大量开发利用,带来了全球变暖、环境污染、资源紧张等诸多世界性难题,发展可再生清洁型能源成为必然趋势。而潮汐能、太阳能、风能这些自然的可再生能源具有间歇性、不稳定性等特点,这时便需要储能装置把这些清洁能源存储起来再利用。锂离子电池是一种已经发展很成熟的化学储能方式,但是全球锂含量不足并且分布不均,同时,锂离子电池也存在着一些安全性问题。钠与锂位于同一主族具有相似化学特性且储量丰富,因此,室温钠离子电池被认为是有希望取代锂离子电池作为大规模电网储能。钠离子电池的性能主要受到其电极材料的影响,尤其是正极材料。正极材料关乎电池的容量高低和循环性好坏,需要选用优秀的储钠材料。铁基普鲁士蓝具有三维开放框架结构和较大的离子通道,以及比容量高、成本低、制备易、环境友好等特点,是一种具有潜力的钠离子电池的正极材料。然而,该材料的合成产率低、导电性差、与电解液发生副反应、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。另外,铁基普鲁士蓝可以作为铁源与氧族元素反应得到碳氮包覆的合金化合物纳米颗粒,可作为钠离子电池负极材料。本论文以普鲁士蓝及其衍生物作为钠离子... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

常见的电化学储能技术及其性能对比

华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文的充电状况可以通过测量硫酸的相对密度来检测。然而在电池过 2.39 V，在负极会产生氢气，同时在正极会产生氧气，这会使电要加水维持。铅酸电池由于易于制造，提供功率有小功率 1 Ah千瓦到几十兆瓦，效率大于 70%。电池中的铅，能够以高达 97%循环使用。然而，铅酸电池循环寿命不长，因为在高放电时负极铅层，该过程并非完全可逆，这会减少电化学反应的电极面积，。此外，电池以高电流充电会导致氢气产生，存在安全隐患[3电压平台较低，比容量不高，铅对环境的重金属污问题，使得铅来的发展趋势。

作温度在 300℃至 350℃，使得钠和硫保持在熔融状态，并确保陶瓷固够有效地传递钠离子。在放电过程中，首先负极的钠被氧化得到 Na+过固体电解质移动到正极，与硫进行化学反应，形成 Na2S5。Na2S5与成混合物，并且随着硫的消耗，逐渐转化成单相多硫化钠。上述化学反可以进行可逆反应。钠硫电池的固体电解质的密封材料对密封性要求处于熔融态的两个电极在高温下直接接触会引发严重的火灾和爆炸。广硼硅酸盐的玻璃陶瓷密封剂可以有效防止两个熔融电极之间的直接接电池的另一个主要问题是排出的产品如多硫化钠是电绝缘体，因此放电材料混合，以进行有效的电子传输。另外，熔融阴极具有高腐蚀性，这防腐集电器。钠硫电池在储能方面有着成本低、能量高、效率优、利于点。

【参考文献】：
期刊论文
[1]NaxMyFe（CN）6（M=Fe,Co,Ni）:一类新颖的钠离子电池正极材料[J]. 钱江锋,周敏,曹余良,杨汉西.  电化学. 2012(02)



本文编号：3070280