二氧化钛和钠金属负极在钠离子电池中的改性研究

发布时间：2024-02-25 14:38

　　随着电池技术的发展,锂离子电池现已主导便携式电子市场并正在扩展到大规模电能存储应用领域。然而,由于现有的锂资源已经无法满足建立大规模、高能量密度的储能系统的迫切需求。因此,具有钠储量丰富、成本较低以及具有与锂离子电池有着相似的电化学特性的钠离子电池应运而生。在众多的钠离子电池负极材料中,二氧化钛和金属钠因其成本低廉等优点具有广阔的发展前景。本论文通过分别调控二氧化钛和金属钠的表/界面,调控钠离子在电极材料中的扩散、嵌入/脱出、以及成核和生长行为,成功地提高了电极材料的储钠性能,并将结果与理论模拟相互验证。本论文的主要研究工作如下:(1)通过简单的溶剂热反应及后续的高温锻烧,成功地制备了碳修饰的超薄纳米片组装的花状混相二氧化钛(TiO2(A)/TiO2(B)/C)。理论计算和实验结果证明了 TiO2(A)和TiO2(B)之间的两相界面可以为可逆的钠离子存储提供额外的活性位点,并有效地减小钠离子的扩散势垒,促进电荷转移动力学。在10 C的电流密度下,TiO2(A)/TiO2(B)/C循环6000圈以后具有120 mA hg-1的可逆容量,而且在循环1200圈以后仍可以观察到由超薄纳米片组成...

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第1章 绪论
    1.1 钠离子电池简介
        1.1.1 引言
        1.1.2 钠离子电池工作原理
        1.1.3 钠离子电池常见正极材料
        1.1.4 钠离子电池常见负极材料
    1.2 二氧化钛作为钠离子电池负极材料研究进展
    1.3 钠金属作为钠离子电池负极材料研究进展
    1.4 本论文选题背景和主要研究内容
    1.5 参考文献
第2章 花状Anatase/Bronze TiO₂/C的制备及钠电性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料的制备
        2.2.2 材料的成分和形貌表征
        2.2.3 材料的电化学测试
        2.2.4 理论计算参数
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 材料的表征结果分析
        2.3.2 材料的电化学测试结果分析
    2.4 本章小结
    2.5 参考文献
第3章 氧掺杂三维碳纳米管框架在钠金属负极中的应用研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料的制备
        3.2.2 材料的成分和形貌表征
        3.2.3 材料的电化学测试
        3.2.4 理论计算参数
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 材料的表征结果分析
        3.3.2 材料的电化学测试及形貌分析
    3.4 本章小结
    3.5 参考文献
第4章 氮氧共掺杂三维亲钠碳纤维框架用于无枝晶钠金属负极
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料的制备
        4.2.2 材料的成分和形貌表征
        4.2.3 材料的电化学测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 材料的表征结果分析
        4.3.2 材料的电化学测试及形貌分析
    4.4 本章小结
    4.5 参考文献
论文的创新点与不足之处
致谢
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本文编号：3910459