锰基正极材料的制备及其储钠性能研究
发布时间：2024-05-19 09:09
近几年,手机、笔记本电脑等已经成为我们日常生活中不可或缺的部分,这些便携式设备的使用都离不开锂离子电池的支持。然而地球上锂资源储量有限使得锂离子电池很难满足未来更大范围的储能需求。相比于锂,钠资源地球储量丰富、成本低且其与锂处于同一主族,两者具有很多相似的性质,因此,钠离子电池是一种很有发展前景的新一代储能电池,能很好地替代锂离子电池。如今,钠离子电池已成为广大储能研究者的研究热点。正极材料在钠离子电池发展中起着关键性的作用,其中具有相对高的容量、高的工作电压、成本低、环境友好及资源丰富等优势的锰基正极材料被认为是一种很有前景的正极材料。然而,由于钠离子本身半径大及锰基正极材料本身的一些缺陷,使得锰基正极材料还存在电化学性能不佳等问题。尤其在高电压及高电流密度下,这些问题会更加突出。本文从包覆策略、制备工艺、结构特点及电化学性等方面去系统地研究锰基正极材料。(1)首先通过传统固相法制备了具有三维S型隧道结构的Na0.44MnO2亚微米棒,并分析了其在宽电压范围(2-4.5 V)内电化学性能差的原因。然后,使用不同量的Al2
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 钠离子电池的简介
1.2.1 钠离子电池的发展历程
1.2.2 钠离子电池的结构及工作原理
1.2.3 钠离子电池的优势和劣势
1.3 钠离子电池正极材料研究进展
1.3.1 过渡金属氧化物
1.3.2 聚阴离子型化合物
1.3.3 普鲁士蓝类似物
1.3.4 有机化合物
1.4 简单锰基正极材料的研究进展
1.4.1 隧道型Na0.44MnO2
1.4.2 P2 型锰基正极
1.4.3 钡硬锰矿型Na0.4MnO2
1.5 课题的研究背景和主要研究内容
第2章 实验方法与表征技术
2.1 实验药品及仪器设备
2.1.1 主要实验试剂
2.1.2 主要实验仪器
2.2 物理表征技术
2.2.1 热重分析
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 X-射线衍射分析
2.2.4 透射电子显微镜和能量色散X-射线谱
2.2.5 X-射线光电子能谱
2.2.6 电感耦合等离子体发射光谱
2.3 扣式电池的制备
2.3.1 电极制备
2.3.2 扣式电池组装
2.4 电化学性能表征技术
2.4.1 恒流充放电测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 Al2O3 包覆的Na0.44MnO2 亚微米棒的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 S型隧道结构Na0.44MnO2 的制备
3.2.2 Na0.44MnO2/Al2O3 复合材料的制备
3.2.3 电极制备
3.2.4 扣式电池组装
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的物理化学性质分析
3.3.2 材料的电化学性能测试与分析
3.3.3 电化学性能改善的机理分析
3.4 本章小结
第4章 AlPO4 包覆的P2型Na0.7MnO2.05 的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 P2型Na0.7MnO2.05 的制备
4.2.2 Na0.7MnO2.05/AlPO4 复合材料的制备
4.2.3 电极制备
4.2.4 扣式电池组装
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的物理化学性质分析
4.3.2 材料的电化学性能测试与分析
4.3.3 电化学性能改善的机理分析
4.4 本章小结
第5章 Na0.4MnO2 正极材料的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 Na0.4MnO2 的制备
5.2.2 电极制备
5.2.3 扣式电池组装
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的物理化学性质分析
5.3.2 材料的电化学性能测试与分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间公开发表的学术论文
个人简历
本文编号：3977900
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 钠离子电池的简介
1.2.1 钠离子电池的发展历程
1.2.2 钠离子电池的结构及工作原理
1.2.3 钠离子电池的优势和劣势
1.3 钠离子电池正极材料研究进展
1.3.1 过渡金属氧化物
1.3.2 聚阴离子型化合物
1.3.3 普鲁士蓝类似物
1.3.4 有机化合物
1.4 简单锰基正极材料的研究进展
1.4.1 隧道型Na0.44MnO2
1.4.3 钡硬锰矿型Na0.4MnO2
第2章 实验方法与表征技术
2.1 实验药品及仪器设备
2.1.1 主要实验试剂
2.1.2 主要实验仪器
2.2 物理表征技术
2.2.1 热重分析
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 X-射线衍射分析
2.2.4 透射电子显微镜和能量色散X-射线谱
2.2.5 X-射线光电子能谱
2.2.6 电感耦合等离子体发射光谱
2.3 扣式电池的制备
2.3.1 电极制备
2.3.2 扣式电池组装
2.4 电化学性能表征技术
2.4.1 恒流充放电测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 Al2O3 包覆的Na0.44MnO2 亚微米棒的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 S型隧道结构Na0.44MnO2 的制备
3.2.2 Na0.44MnO2/Al2O3 复合材料的制备
3.2.3 电极制备
3.2.4 扣式电池组装
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的物理化学性质分析
3.3.2 材料的电化学性能测试与分析
3.3.3 电化学性能改善的机理分析
3.4 本章小结
第4章 AlPO4 包覆的P2型Na0.7MnO2.05 的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 P2型Na0.7MnO2.05 的制备
4.2.2 Na0.7MnO2.05/AlPO4 复合材料的制备
4.2.3 电极制备
4.2.4 扣式电池组装
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的物理化学性质分析
4.3.2 材料的电化学性能测试与分析
4.3.3 电化学性能改善的机理分析
4.4 本章小结
第5章 Na0.4MnO2 正极材料的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 Na0.4MnO2 的制备
5.2.2 电极制备
5.2.3 扣式电池组装
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的物理化学性质分析
5.3.2 材料的电化学性能测试与分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间公开发表的学术论文
个人简历
本文编号：3977900
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