高容量、长寿命Sb/Sn基钠离子电池负极材料的可控制备及电化学性能研究

发布时间：2021-08-15 06:06

　　钠离子电池作为一种比锂离子电池更为廉价的二次电池,在大规模静态储能领域钠离子电池正成为锂离子电池的最优替代品之一。但大多数适用于锂离子电池的负极材料并不适用于钠离子电池,因此,目前研究热点便投向了具有较高的理论容量的合金类与转化类材料（Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi）用作钠离子电池负极材料。但随着充放电反应的进行,这两类电极材料体积变化也随之增大,结构的稳定性被破坏,从而使其循环稳定性变差。基于此,本论文致力于开发高容量、长寿命的Sb/Sn基钠离子电池负极材料,并对其储钠性能进行了研究,该研究工作对推动钠离子电池负极材料的开发和商业化应用具有重要意义。首先本工作选取了理论比容量较高,且本身为较稳定层状结构的单质锑作为研究课题,并采用海藻酸钠酸钠作为创新碳源以实现碳包覆,成功制备具有较高储钠容量和良好循环性能Sb/C和NiSb/C复合材料。通过本法制备的多孔Sb/C材料在0.5和2.0 A g^-1的电流密度下200次后的容量保持率分别为86.2%和81.4%。多孔空心纳米球状NiSb/C材料在1.0 A g^-1的电流密度下循环400圈后,容量... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Na-M合金化反应历程的DFT计算

图 1-3 以 Sb 为负极的钠离子电池与锂离子电池充放电性能对比图[40]Figure 1-3 Comparison chart of charge-discharge performance of Sb as the anode[40]用于缓解 Sb 体积膨胀的方法有材料纳米化、合金化、碳包覆、石墨烯构材料等。通过将材料纳米化，能有效减小活性材料的颗粒尺寸，M了以微晶锑和 10 nm-20 nm 锑作为负极材料的钠离子电池性能，研究 的 Sb 的倍率性能明显高于微晶锑，如图 1-4[42]，在电流密度为 20 C（ mA g-1）下，20 nm Sb 的容量保持率仍可达到 78.0-85.0%，这证明了锑基材料的有效手段。

1-3 以 Sb 为负极的钠离子电池与锂离子电池充放电性能对比图[e 1-3 Comparison chart of charge-discharge performance of Sb as the a缓解 Sb 体积膨胀的方法有材料纳米化、合金化、碳包覆、料等。通过将材料纳米化，能有效减小活性材料的颗粒尺微晶锑和 10 nm-20 nm 锑作为负极材料的钠离子电池性能 的倍率性能明显高于微晶锑，如图 1-4[42]，在电流密度为-1）下，20 nm Sb 的容量保持率仍可达到 78.0-85.0%，这材料的有效手段。

【参考文献】：
期刊论文
[1]2017上半年钠离子电池前沿综述精选[J].   储能科学与技术. 2017(05)



本文编号：3344004