高性能钠离子电池磷基负极材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2021-08-31 22:13

　　近几十年来,锂离子电池（LIB）技术的发展和进步极大地改变了人们的生活。然而,由于锂源的有限性,导致锂离子电池价格上涨以及锂源的可持续性,无法满足大规模储能体系的需求,因此,需要研发性能优异,价格低廉的二次储能电池。由于钠在地壳中含量丰富,并且具有与锂离子电池相似的化学性质,因此,钠离子电池（SIB）被认为是二次储能电池的最佳候选者。磷基材料具有优异的储钠能力,是理想的钠离子负极材料。但在实际应用中,其导电率差,充放电过程中与钠发生合金化反应产生较大的体积膨胀,导致循环可逆性差,倍率性能差等。本文通过结构调控,将红磷单质分别与分级多孔中空CoS和多空腔碳球复合,并研究其作为钠离子负极材料时的电化学性能以及其相应的电化学反应。主要研究内容包括:1、以硬模板法通过溶剂热法制备了大小均匀,直径约为200-300nm的分级多孔的中空CoS,并通过汽化-吸附的方法将红磷限制于CoS内部,获得P@CoS。得益于其独特的多孔分级结构,有效的缩短了钠离子和电子的传输距离,提高了离子和电子的迁移效率;同时增加的比表面积为可逆储钠提供更多的活性位点。P@CoS作为钠离子负极材料进行电化学性能测试时,表现出... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２纳离子电池工作示童图［８１??充电过程中，Ｎａ＋从富钠态正极发生还原反应脱出，通过电解质嵌入负极发生??氧化反应成为富钠态，同时，为了确保正负电极的电荷平衡，电子补偿电荷通过外??

?－—，一７＂＾—．：?－?—＇一＾￣￣??图２．１极片制备主要仪器（Ａ）?ＡＦＡ－ｎｉ自动涂膜烘干机；（Ｂ）?ＭＲ－１００Ａ电动对辊乳机：??（Ｃ）鼓风Ｔ?７０手动电池切片机：（Ｄ）真空烘箱??２１??

?云南大学材料工程硕士学位论文???２．３．２电池组装??电池的组装均在充满氩气气氛的手套箱内进行，组装全程保证手套箱内水氧??值均低于０．００１?ｐｐｍ。用手术刀切下一小块钠，并切去其表面的氧化层，制成约０１５??ｍｍ的钠片作为参比电极，极片置于负极壳上，依次加入电解液，隔膜，??电解液，钠片，最后用液压封装机将组装电池进行密封。其中，电解液的量应该保??证能够浸润隔膜，同时，在本实验中采用的隔膜为玻璃纤维膜，电解液为??ＮａＣ１０４＋ＤＥＣ＋ＥＣ＋ＦＥＣ?（５％）?，?（ＶＥＣ：?ＶＤＥＣ＝１：?１）。将密封好的电池静置过夜，??然后对所需电化学性能进行测试。本部分所涉及的主要实验仪器有：米开罗那手套??箱，ＭＳＫ－１１０小型纽扣电池封装机。??


本文编号：3375714