MOFs衍生的过渡金属硒化物/碳复合材料的制备及其储锂储钠性能研究

发布时间：2021-04-13 16:16

　　可充电锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和环境友好等优点,已被广泛地应用于日常生活的方方面面,包括便携式电子设备、电动汽车和智能电网等。但是,由于锂资源储量有限,锂离子电池在实现更为广泛的应用过程中仍面临挑战。因为钠的自然丰度高、价格低廉,近年来钠离子电池在大规模储能领域引起了科研工作者的浓厚兴趣,被视作锂离子电池的一种可行替代品。然而,钠离子半径要比锂离子半径大很多（0.102vs 0.076 nm）,这使得许多已成功应用于锂离子电池的电极材料并不适用于钠离子电池。众所周知,储锂材料和储钠材料彼此相关,因此,人们非常希望设计出既适合储锂又适合储钠的电极材料。过渡金属硒化物和碳的复合材料,尤其是MOFs所衍生出来的此类材料,具有较好的导电性和较高的理论容量,是一种极具潜力的锂/钠离子电池“两用”负极材料。本论文借助简单的MOFs驱动策略,成功地制备了不同的过渡金属硒化物/碳复合材料,并测试了它们的储锂储钠性能,以及探索了相关的反应机制。主要的研究内容总结如下:（1）以典型的钴基沸石咪唑骨架（ZIF-67）为原料,通过MOF驱动的硒化策略,合成了结构特殊的CoSe₂

【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】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同可充电锂电池正负极材料的电压-容量关系图

而常用的添加剂主要有阻燃添加剂、成膜添加剂、过充保护电池中一个重要的内层组件，主要作用是使正、负两极分隔开造成短路。隔膜对电池的内阻和界面结构有直接的影响，选择性池循环性能和安全性能的有力保障。一般地，锂离子电池隔膜应有电子绝缘性，以确保正、负极的有效隔离；（2）离子电导率要，以允许锂离子的快速通过；（3）吸湿保湿能力要好，以确保电能耐有机溶剂的腐蚀；（5）能抗穿刺，拉伸强度足够大；（6）价环境友好。目前，商业化的隔膜主要为聚烯烃多孔膜，如：聚（PP）。全球范围内，日本和美国是锂离子电池隔膜材料产业最发膜产业正在飞速发展，其产业化技术已经达到先进水平。子电池的工作原理

第一章 绪论类似物等。由图 1.3（a）可知[31]，金属氧化物具有较高的实际容量和相对高的工作电压，受到了众多科研者的青睐；聚阴离子型化合物的工作电压普遍较高，但是容量偏低，有待进一步提高；普鲁士蓝类化合物具有较大的空隙和稳定的结构，允许钠离子快速地脱嵌，从而能提供较高的可逆容量，成为了近年的研究热点。常见的负极材料主要有碳基材料、合金材料、金属氧化物和有机化合物等（图 1.3（b）），其中，碳基材料的超低储钠电位以及合金材料的超高理论容量，极具吸引力和诱惑力，引发了科研工作者的浓厚兴趣。


本文编号：3135620