双金属锡基氧化物材料的构筑及其储锂储钠性能

发布时间：2021-01-21 08:01

　　能源问题一直是世界关注的重点问题,在新能源设备中,锂离子电池因具备高能量密度、长循环寿命等优点而受到广泛的研究以及应用。随着社会、技术的飞速发展,人类对锂离子电池提出了越来越高的要求,而电极材料的发展则是开发高性能锂离子电池的关键因素之一。而与此同时,锂离子电池面临着地球上有限的锂资源难以支撑其长久发展的巨大挑战。因此,为了降低锂离子电池的生产成本,减缓锂资源的快速消耗,新能源电池的研发刻不容缓。钠离子电池因其丰富的原料储备以及钠、锂之间相似的理化性质而被视为锂离子电池的重要替代者。寻找高性能的电极材料同样也是钠离子电池发展的重要突破口,但钠离子相对较大的离子半径限制了钠离子电池电极材料的选择范围。在负极材料中,锡基材料因具有理论容量高、成本低、易合成等优点而被运用到锂离子电池、钠离子电池之中。然而在充放电循环期间,锡基材料的体积变化极大,而这会导致材料结构坍塌,循环稳定性极差。目前使用较多的改性方法是将锡基材料进行碳材料包覆以及纳米化设计,但此类方法往往存在合成过程复杂、耗时长、成本高等问题而无法大规模应用。而改变物质的固有性质是提升其应用价值最根本的方法。研究表明,双金属氧化物中双... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池的充放电原理示意图

5矗图1-2（a）碳包覆的Fe3O4纳米线的透射电镜图；（b）碳包覆的Fe3O4纳米线，Fe3O4纳米线以及商业用石墨在0.1C下的循环性能图[12]（2）过渡金属磷化物通过转化反应进行储锂的金属磷化物主要包括铁、镍、铜的磷化物等。当用作锂离子电池负极材料时，金属磷化物通常表现出高容量（500-1800mAhg-1），相对氧化物较低的极化电压以及良好的循环稳定性。Zhang等人以普鲁士蓝为前驱体通过一种低温磷化的方法合成了碳包覆的磷化铁（FexP/C）中空纳米方块[13]，并将其与碳包覆的氧化亚铁（FeO/C）纳米块的电化学性能进行了比较。图1-3（a）FexP/C的透射电镜图；（b）在100mAg-1的电流密度下FexP/C与FeO/C的循环性能图[13]如图1-3所示，同样作为锂离子电池负极材料时，FexP/C相较于FeO/C展现出了更高的容量和更稳定的循环性能，这主要得益于FexP更好的导电性，除此之外，FexP纳米方块的中空结构及其表面均匀分布的碳层均有利于减轻循环过

5矗图1-2（a）碳包覆的Fe3O4纳米线的透射电镜图；（b）碳包覆的Fe3O4纳米线，Fe3O4纳米线以及商业用石墨在0.1C下的循环性能图[12]（2）过渡金属磷化物通过转化反应进行储锂的金属磷化物主要包括铁、镍、铜的磷化物等。当用作锂离子电池负极材料时，金属磷化物通常表现出高容量（500-1800mAhg-1），相对氧化物较低的极化电压以及良好的循环稳定性。Zhang等人以普鲁士蓝为前驱体通过一种低温磷化的方法合成了碳包覆的磷化铁（FexP/C）中空纳米方块[13]，并将其与碳包覆的氧化亚铁（FeO/C）纳米块的电化学性能进行了比较。图1-3（a）FexP/C的透射电镜图；（b）在100mAg-1的电流密度下FexP/C与FeO/C的循环性能图[13]如图1-3所示，同样作为锂离子电池负极材料时，FexP/C相较于FeO/C展现出了更高的容量和更稳定的循环性能，这主要得益于FexP更好的导电性，除此之外，FexP纳米方块的中空结构及其表面均匀分布的碳层均有利于减轻循环过


本文编号：2990788