基于五价钒的氟磷酸钒钠的低温制备及储钠性能研究

发布时间：2021-02-21 07:07

　　Na3（VO1-xPO4）2F1+2x（0≤x≤1）作为钠离子电池正极材料由于结构稳定、工作电压和理论比容高而受到科学界的广泛关注。生产电池的成本与能耗主要是由生产电池正极材料的成本与能耗决定的。当前用于合成Na3（VO1-xPO4）2F1+2x（0≤x≤1）的高温固相法和水热法普遍存在前驱体昂贵和能耗高的问题。为了进一步降低合成Na3（VO1-xPO4）2F1+2x（0≤x≤1）的成本与能耗,我们提出了分离制备一体化理念,即将钒的工业分离产物用于合成Na3（VO1-xPO4）2F1+2x（0≤x≤1）。基于分离制备一体化的理念,我们以为的工业分离产物NaVO3为钒源,实现了一步水热制备表面包覆水热碳的Na3（VOPO4）2F,并探索了室温制备Na3（VOP04）2F的方法。为了表征所合成的Na3（VOP04）2F中钒的价态,我们还建立了一种利用紫外可见吸收光谱表征Na3（VO1-xPO4）2F1+2x（0≤x≤1）中钒表观价态的方法。首先,以NaVO3为钒源.葡萄糖为还原剂和碳源,我们实现了一步水热制备表面包碳的Na3（VOP04）2F。所合成的材料是单晶,形貌特殊,粒径在6μm左右... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 钠离子电池概述
        1.2.1 钠离子电池工作原理
        1.2.2 钠离子电池的组成
    1.3 钠离子电池正极材料
        1.3.1 层状过渡金属氧化物
        1.3.2 隧道型金属氧化物
        1.3.3 聚阴离子化合物
        1.3.4 普鲁士蓝类化合物
    1.4 氟磷酸钒钠
        1.4.1 材料的合成方法
        1.4.2 材料的改性
        1.4.3 材料中变价金属价态的表征
    1.5 研究的背景及意义
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究意义
3（VOPO₄）₂F单晶的包碳还原一体化水热制备">第2章 Na₃（VOPO₄）₂F单晶的包碳还原一体化水热制备
    2.1 引言
    2.2 材料及方法
        2.2.1 材料
        2.2.2 实验
        2.2.3 材料的表征
        2.2.4 电化学表征
    2.3 条件优化
        2.3.1 磷源
        2.3.2 反应温度
        2.3.3 反应时间
        2.3.4 浓度
        2.3.5 葡萄糖用量
        2.3.6 材料热稳定性
        2.3.7 生物质碳源
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 NVPF单晶的形貌
        2.4.2 NVPF单晶的结构表征
        2.4.3 水热制备NVPF/C的机理
        2.4.4 NVPF单晶的储钠性能
    2.5 本章小结
3（VOPO₄）₂F的室温制备及改性">第3章 Na₃（VOPO₄）₂F的室温制备及改性
    3.1 引言
    3.2 材料及方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 实验
        3.2.3 电化学表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 还原剂对制备NVPF的影响
        3.3.2 影响NVPF结晶性的因素
        3.3.3 包覆或掺杂碳材料对NVPF电化学性能的影响
    3.4 本章小节
第4章 紫外可见吸收光谱用于氟磷酸钒钠中钒价态的表征
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 材料
        4.2.2 NVPFs的制备
        4.2.3 溶液的配置
        4.2.4 外可见吸收光谱的测定
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 NVPFs中钒价态的定性表征
        4.3.2 NVPFs中钒价态的定量表征
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3044017