钠离子电池锑基负极材料多级结构设计及电化学性能

发布时间：2024-03-04 02:53

　　随着现代工业的发展,安全、高效利用清洁能源已成为亟需解决的问题,这也促进了能源储存系统的发展。由于钠资源丰富和与锂离子电池相似的电化学反应原理,钠离子电池(SIB)受到越来越多的关注。锑作为钠离子电池负极,具有适中的电压平台和高导电性,被认为是一类理想的钠离子存储电极材料。然而,其电化学循环过程中体积变化大,导致活性材料粒子之间、活性粒子与集流体之间的电子传输被破坏,造成容量的快速衰减。针对Sb基电极作为钠离子电池负极存在的问题,本论文主要内容如下:(1)以3D多孔Cu为基底,首先电化学共沉积Zn-Sb合金,然后选择性腐蚀去除Zn元素,获得3D大/介孔Sb电极,研究了电沉积电极电位对大/介孔Sb电化学性能的影响。结果表明,在-1.4V(vs.SCE)下电沉积Zn-Sb制备的大/介孔Sb(-1.4)显示最佳的电化学性能。其在330 mA g^-1电流密度下进行200次循环,仍可保持545 mAh g^-1的容量。即使在3300 mA g^-1的高电流密度下,3D大/介孔Sb表现出82.8%的高容量保持率(相比于100 mA g<...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1钠离子电池充放电原理图

图1.1钠离子电池充放电原理图充放电过程中，理论上钠离子的脱出与嵌入对晶格的变化影响晶体结构，正负极化学式不会发生太大的改变，从可逆原则上看逆反应。与此同时，钠离子电池成本低廉，大规模生产可借鉴的合性能良好的正负极材料，在大规模储能不在乎体积只在乎使用成为大型储能设备最具竞争....

图1.2(a).P2-NaxCoO2;(b).O3-NaxCoO2;(c).P3-NaxCoO2上世纪80年代，在Goodenough提出钴酸锂后，钴酸钠也被研究，用做钠离子电池

长安大学硕士学位论文1.3.2主要正极材料从钠离子电池问世到现在，主要被研究用作钠离子电池正极且满足以上要求的材料主要有：1).层状过渡金属氧化物AMO2(A=Li/Na，M=Mn/Co/Ni/Fe/Mg/Cu/Cr/Ti等)[1225]，这些材料的合成与设计主要借鉴锂离....

图1.5主要负极材料及理论电化学性能在对钠离子电池负极材料的开发过程中，石墨在锂离子电池中的成功应用却并没有体现在钠离子电池中得到复制

第一章绪论2).尽可能高的理论比容量，以便后续继续提升质量比能量；3).具备稳定不易被破坏的晶体结构，以及电化学反应过程中尽可能的稳定；4).材料晶体结构应能够保证有足够宽阔、高效的离子扩散通道，以及良好的电子导电性和离子导电性；5).成本低廉，合成过程方便，对环境没有污染。1....

图3.13D大/介孔Sb的制备示意图

膜显示出优异的循环寿命，高效率和高容量。第三种策略是使用模板法或特殊集流计和构建具有特殊形态的Sb，如单分散Sb纳米晶，Sb纳米阵列[103,104]，柏树叶b[105,106]，Sb中空纳米球等[107,108,109]。例如，Hou和Jing等人通过化学置换....

本文编号：3918781