FeS 2 /碳复合电极的制备及其在钠离子电池中电化学性能研究

发布时间：2022-01-26 12:15

　　钠离子电池作为一种新型电池体系,具有资源丰富、安全性高等特点,引起了人们的广泛关注。目前,钠离子电池的性能还不能满足应用要求,主要原因是缺乏存储钠离子的主题材料。近年来,作为钠离子电池正极,FeS₂具有资源丰富、价格低廉、环境友好、理论比容量高等特点,成为研究的热点。但在充放电过程中,FeS₂电极发生巨大的体积变化及较差的导电性能,导致其循环稳定性差。针对此问题,本论文采用多种方法,以碳为载体,设计合成了不同类型的FeS₂/碳复合正极材料,应用在钠离子电池中获得了优异的性能。研究工作包括以下几个方面:首先,采用水热法制备Fe₃O₄@C前驱体,再将其高温硫化得到FeS₂@C复合材料。研究结果表明,FeS₂@C复合材料属于碳包覆FeS₂的核壳结构。碳壳不仅能增加FeS₂电极的导电性能,还能缓冲充放电过程的体积变化产生的应力,有效改善其电化学性能。在50 mA/g的电流密度下,首次放电比容量达到4... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钠离子电池工作原理

图 1.2 部分有机电解液溶剂解液作为电池的重要组成部分，不仅起到通过离子移动连接正负极的作用的电化学性能和安全性能具有至关重要的作用。电解液要求是：化学和电化、稳定电压窗口较宽、离子导电率较高及热稳定性良好等。电解液是将钠盐溶剂中获得的，按溶剂类型可分为三类：有机电解液、水系电解液和离子液钠盐的种类主要有六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、氟硼酸钠(Na钠(Na2PO3F)、三氟甲基磺酸钠(NaSO3CF3)、双三氟甲基磺酰亚胺钠(NaTF剂主要有碳酸酯类[碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯脂(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)]，醚类[二甲醚(DME)、三乙二醇二甲醚(TEGD醇二甲醚(DEGDME)]及其混合液等，化学结构式如图 1.2 所示。有机电解液压高，是目前研究较多的一类。尽管水系电解液具有优异的安全性能，但工导致能量密度低，缺乏竞争力，研究相对较少[9a]。离子液体电解液具有低可/化学/热稳定性好、离子导电率高等优点，如果能控制生产成本，也具有较景[9b]。膜仅仅在物理上将两个电极隔开，防止短路，严格来讲它不是电池的必要组

图 1.3 PP 隔膜及其微观图像子电池的负极材料由于熔点低(97.7 ℃），且在充放电过程中也会跟锂一样产生枝晶般不能直接用作负极。针对这些问题，需要发展嵌入型负极材料，通稳定性好、资源丰富和对环境友好等，对于负极材料还要求氧化还原钠离子电池负极材料主要有：碳材料、金属氧化物、金属/合金类化等[11]。图 1.4 给出了部分钠离子电池负极材料的工作电位和放电比容

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池隔膜的国内外研究技术进展[J]. 杨铃,郑成.  广东化工. 2016(13)
[2]核壳结构纳米复合材料的制备及应用[J]. 李广录,何涛,李雪梅.  化学进展. 2011(06)



本文编号：3610473