碳基材料的制备及其储钠性能研究

发布时间：2022-12-18 03:50

　　石墨是锂离子电池商业化最成功的负极材料,它通过形成层间化合物LiC₆来实现锂的存储,但是由于锂在地壳中的储量有限,使得其无法满足经济社会对二次电池日益增长的需求,而高昂的锂原料价格势必会成为阻碍其进一步发展的关键因素。钠与锂位于同一主族、与锂具有相似的理化性质、而且其在地壳中的丰度远高于锂,所以钠离子电池被视为锂离子电池的补充和替代者。但是钠原子半径比锂大,很难像锂那样形成层间化合物,导致传统石墨材料无法直接用于钠离子电池。本研究通过碳基复合材料的构建、生物质基硬碳材料的制备以及杂原子掺杂的方式制备了钠离子电池碳基材料,扩大了碳材料的层间距,提升了电极材料的循环稳定性,改善了倍率性能,得到具有较优电化学储钠性能的电极材料。具体工作如下:⑴通过多孔碳基材料与锐钛矿TiO₂纳米点的复合,显著提升了电极材料的循环稳定性和倍率性能,该材料用于钠离子电池时,在0.5C的电流密度下,循环200圈后容量可达235.5 mAh g^-1。⑵用直接烧结天然生物质原材料樟木的方法,制备得到了层间距为0.39 nm,比表面积为685 m~2 g... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池
        1.2.1 锂离子电池的工作原理
        1.2.2 锂离子电池正极材料研究进展
        1.2.3 锂离子电池负极材料研究进展
    1.3 钠离子电池
        1.3.1 钠离子电池的研究背景
        1.3.2 钠离子电池工作原理
        1.3.3 钠离子电池电解液
        1.3.4 钠离子电池正极材料
        1.3.5 钠离子电池负极材料
    1.4 本论文的研究目的及主要研究内容
2 试验中所用到的仪器设备、试剂、表征手段
    2.1 仪器设备
    2.2 试剂药品
    2.3 材料表征技术
3 锐钛矿TiO_2 纳米点/C复合材料在钠离子电池中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料的合成与制备
        3.2.2 材料电化学储钠性能测试
        3.2.3 结果与讨论
    3.3 小结
4 樟树基碳材料的制备及其储钠性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 优质低廉多孔碳(SLPC)材料的制备
        4.2.2 材料电化学储钠性能测试
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
5 BN共掺杂的纳米片的储钠性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 BN共掺杂的纳米片材料的制备
        5.2.2 材料电化学储钠性能测试
    5.3 结果与讨论
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3721278