磷酸钒钠/碳复合物用作钠离子电池正极材料研究

发布时间：2023-10-21 16:18

　　钠离子电池工作原理与锂离子电池相同,因其储量丰富且成本低,是应用于大规模电网储能的最佳储能装置。钠离子电池的性能主要依赖于正极材料。然而,现有的正极材料循环稳定性与倍率性能较差,这限制了钠离子电池的发展。NASICON型的磷酸钒钠具有开放三维网络框架结构,但其最大缺点是导电性差。研究表明,通过缩小颗粒尺寸、碳包覆、设计结构等方法可以改善其导电性差的问题。本论文针对其导电性低的缺点,采用不同的方法来改善并研究磷酸钒钠的电化学性能,具体内容如下:1、通过冷冻干燥与随后的退火处理手段制备出三维双导电骨架的磷酸钒钠/还原氧化石墨烯-碳纳米管复合物。将分别超声处理的氧化石墨烯与碳纳米管与磷酸钒钠前驱液混合,用液氮冷冻干燥3天并退火处理。在此期间,磷酸钒钠颗粒被锚定在还原氧化石墨烯与碳纳米管形成的三维双导电网络中,表现出高的初始库仑效率(>93%)与可逆容量,以及优良的循环稳定性(1C下500圈循环容量保持在105 mAh g-1)。2、通过将不同碳材料与磷酸钒钠进行球磨获得磷酸钒钠/碳复合材料。将膨胀石墨,碳纳米管,炭黑等三种碳基体与冷冻干燥法得到的磷酸钒钠前驱体进行高能球磨,得到三种不同...

【文章页数】：75 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 钠离子电池简介
        1.2.1 钠离子电池工作原理
        1.2.2 钠离子电池研究进展
    1.3 负极材料研究进展
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 合金类材料
        1.3.3 过渡金属化合物
    1.4 正极材料研究进展
        1.4.1 过渡金属氧化物
        1.4.2 聚阴离子类化合物
        1.4.3 普鲁士蓝类化合物
        1.4.4 非晶化合物
    1.5 磷酸钒钠作为正极材料在钠离子电池中的研究进展
    1.6 本课题的研究目的及内容
第2章 三维双导电碳骨架包覆的磷酸钒钠用作钠离子电池正极材料
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 材料的制备
        2.2.3 材料的结构与形貌表征
        2.2.4 样品电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料的物相表征
        2.3.2 材料的电化学测试
    2.4 本章小结
第3章 不同碳基质包覆的磷酸钒钠用作钠离子电池正极材料
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 材料的制备
        3.2.3 材料的结构与形貌表征
        3.2.4 材料的电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的物相表征
        3.3.2 材料的电化学测试
    3.4 本章小结
第4章 中空磷酸钒钠/还原氧化石墨烯微球用作钠离子电池正极材料
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 材料的制备
        4.2.3 材料的结构与形貌表征
        4.2.4 材料的电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的物相表征
        4.3.2 材料的电化学测试
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
在读研期间发表学术论文与科研成果
致谢



本文编号：3856188