二氧化钛微结构的优化设计及其电化学储钠性能的研究

发布时间：2021-12-02 03:03

　　锂资源的日渐匮乏、原材料价格的日益增长,限制了锂离子电池的长远发展。因此,亟需发展新一代、综合效能优异的储能二次离子电池新体系。钠离子电池具有钠资源丰富、成本低、钠与锂理化性质相似等优势,受到研究者们广泛的关注。研究证实,限制钠离子电池发展的关键攻关技术就是高性能、高安全性正负极材料的研发,因此,对钠离子电池电极材料的探究势在必行。TiO₂因为其安全性高、储钠电压平台合适、储钠过程中结构稳定、价格低廉、制备方法简单以及理论电化学性能指标优异,已成为潜在的应用型钠离子电池负极材料。但是,TiO₂的电子和离子导电性差,将其用作钠离子电池电极材料时的电化学性能不理想。因此,本论文以TiO₂为研究对象,依次从其相结构、微观形貌、化学环境和电子结构四个方面着手,对其在钠离子电池中的性能进行了优化,并通过电化学分析手段、非原位的谱学和显微技术构筑了TiO₂微结构（相结构、微观形貌、电子结构）、电化学性能以及储钠性能优化机理三者之间的构效关系,设计并优化出了高性能的离子掺杂锐钛矿相TiO₂纳... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

锂离子电池的优点及其应用领域举例[3]

人类对锂资源的需求不断的增加，导致锂源价格快速增高。此外，大部分锂资源被少数公司所控制，如图1.2 所示，全球近 89 %的锂资源被美国的 Albemarle 和 FMC、智利的 SQM 和中国的Tianqi 公司掌控，其中来自盐湖的锂资源（Li2CO3和 LiOH）大部分由美国的 Albemarle公司和 FMC 公司、智利的 SQM 公司控制；来自矿石的锂资源（如 LiAlSi2O6）大部分由中国的 Tianqi 公司及美国的 Albemarle 公司所掌控，这也是锂源价格急剧上升的主要原因[5]。数据显示，作为锂的主要矿产资源，锂辉石（LiAlSi2O6）的价格在 2014年是 380 美元/吨，到 2016 年的时候其价格高达 650 美元/吨；在盐湖中开采出的锂源Li2CO3和 LiOH，在 2016 年其价格高达到 7200 美元/吨，相比于 2015 年增加了 15 %

.2 锂资源的世界分布图。其中全球 89 %的锂源由美国的 Albemarle 公司和公司、智利的 SQM 公司和中国的 Tianqi 公司所掌控[5] 1.2 Distribution of the lithium sources in the world, where 89 % of total is cony the below four companies ofAlbemarle Corporation (American), FMC Lithi(American), SQM Corporation, (Chile), and Tianqi Lithium Industries (China)[

【参考文献】：
期刊论文
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[2]适用于电网的先进大容量储能技术发展路线图[J]. 李琼慧,王彩霞,张静,宁娜.  储能科学与技术. 2017(01)
[3]室温钠离子储能电池电极材料研究进展[J]. 王跃生,容晓晖,徐淑银,胡勇胜,李泓,陈立泉.  储能科学与技术. 2016(03)
[4]普鲁士蓝类钠离子电池正极材料研究进展[J]. 杨旸,严小敏,杨德志,王红,廖小珍,马紫峰.  储能科学与技术. 2016(03)
[5]室温钠离子电池技术经济性分析[J]. 方铮,曹余良,胡勇胜,陈立泉,黄学杰.  储能科学与技术. 2016(02)
[6]锂离子电池基础科学问题（XV）——总结和展望[J]. 李泓.  储能科学与技术. 2015(03)
[7]新能源发展关键问题研究[J]. 李琼慧,王彩霞.  中国电力. 2015(01)
[8]锂电池基础科学问题（Ⅰ）——化学储能电池理论能量密度的估算[J]. 彭佳悦,祖晨曦,李泓.  储能科学与技术. 2013(01)
[9]钛——跨入新千年的金属巨人[J]. 杨遇春.  中国工程科学. 2002(03)



本文编号：3527599