二氧化钛复合钠离子电池负极材料的合成及其电化学性能研究

发布时间：2021-10-21 17:15

　　能源存储是新世纪人类面临可持续发展急需解决的一大难题。在过去的二十年里,可充电二次电池已经取得了巨大的成功。锂离子电池由于其在能量储存和转化的清洁高效以及稳定性这些方面优势,已经大规模商业化,给人类生产生活带来极大便捷。由于锂资源有限,作为替代品,与锂同属一族的钠引起了研究人员的注意。钠和锂具有相似的化学和电化学性能,并且其在地壳上广泛分布,成本低廉,让钠离子电池获得了巨大商业应用潜力。然而,由于锂和钠在化学和电化学性能上的差异,导致一些应用在锂离子电池的电极材料不可直接应用在钠离子电池。本文以二氧化钛为基础,设计合成了两种应用于钠离子电池的负极材料,并且研究了电化学性能。具体如下:（1）CoSe₂是钠离子电池极具潜力的负极材料,具有较高的钠存储容量。然而,在可逆的脱嵌钠过程中,结构的破坏和不稳定的界面导致了容量的快速衰减。在这项工作中,我们采用金属-有机框架辅助策略,开发了一种基于CoSe₂纳米颗粒嵌入氮掺杂碳基体,表面包覆TiO₂保护层（CoSe₂@NC@TiO₂）的纳米复... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 钠离子电池的工作原理
    1.3 钠离子电池的正极材料
        1.3.1 金属氧化物正极材料
        1.3.2 聚阴离子型正极材料
        1.3.3 普鲁士蓝类正极材料
        1.3.4 有机类正极材料
    1.4 钠离子负极材料
        1.4.1 嵌入型负极材料
            1.4.1.1 碳基材料
            1.4.1.2 钛基材料
        1.4.2 转化型负极材料
        1.4.3 合金型负极材料
    1.5 本论文的研究内容、目的和意义
第二章 实验过程及研究方法
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 场发射扫描电镜分析(FESEM)
        2.2.3 高分辨透射电子显微镜分析(HRTEM)
        2.2.4 比表面积和孔结构分析(BET)
        2.2.5 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.6 拉曼衍射仪(Raman)
        2.2.7 热重分析(TG)
    2.3 材料电化学测试
        2.3.1 恒流充放电测试(GCPL)
        2.3.2 循环伏安法测试(CV)
        2.3.3 电化学阻抗测试(EIS)
        2.3.4 恒电流间歇滴定法(GITT)
第三章 CoSe_2@NC@TiO_2 复合材料的合成及其在钠离子电池中的性能研究
    3.1 前言
    3.2 CoSe_2@NC@TiO_2 材料的合成
        3.2.1 ZIF-67 的合成
        3.2.2 ZIF-67@TiO_2 的合成
        3.2.3 CoSe_2@NC@TiO_2 的合成
    3.3 材料的表征
    3.4 电极材料制备和电化学测试
    3.5 实验结果分析和讨论
    3.6 本章小结
第四章 具有异质界面P-TiO_2复合材料的合成及其储钠性能研究
    4.1 前言
    4.2 材料的合成
        4.2.1 TiO_2 介孔亚微米球的合成
        4.2.2 P-TiO_2 复合材料的合成
    4.3 材料的表征
    4.4 电极的制备及电化学表征
        4.4.1 电极材料的制备
            4.4.1.1 半电池制备与组装
            4.4.1.2 全电池的制备与组装
        4.4.2 电化学表征
    4.5 结果讨论与讨论
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子电池正负极材料研究新进展[J]. 潘都,戚兴国,刘丽露,蒋礼威,陆雅翔,白莹,胡勇胜,陈立泉.  硅酸盐学报. 2018(04)



本文编号：3449405