鋰離子電池因其高能量密度和長循環(huán)使用壽命的特點,在新型綠色能源存儲與轉(zhuǎn)化中扮演著重要角色。然而,鋰資源的日益枯竭以及原材料價格的上漲限制了鋰離子電池的進一步發(fā)展。鈉和鋰位于同一主族,具有相似的物理化學性質(zhì),并且資源豐富、分布廣泛、成本低廉。因此,鈉離子電池被認為是鋰離子電池的潛在重要替代者而受到廣泛關(guān)注。眾所周知,電極材料對鈉離子電池的性能起到了決定性作用,因此研發(fā)新型、高性能鈉離子電池電極材料至關(guān)重要。近年來,硫化鎳因其組成可調(diào)、資源豐富和高理論比容量的特點,受到廣泛關(guān)注和研究。但硫化鎳的電子和離子導電性差,制備過程中顆粒易團聚,基于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的儲鈉過程會發(fā)生較大的體積/結(jié)構(gòu)變化,導致其儲鈉性能不是很理想。為了解決硫化鎳在儲鈉過程中的種種問題,本論文選取具有穩(wěn)定相結(jié)構(gòu)的Ni₃S₂以及具有高理論比容量的NiS₂作為研究對象,通過優(yōu)化制備方法,減小硫化鎳顆粒尺寸,抑制其團聚,改善鈉離子在電極內(nèi)的擴散及傳輸;并通過原位復合雜原子摻雜碳,構(gòu)建多層次電子傳輸網(wǎng)絡(luò),提升復合物的導電性,改善其儲鈉性能。結(jié)合材料物理結(jié)構(gòu)表征、微觀形貌分... 

【文章來源】：華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

化石能源使用年限預(yù)測圖[1]

2019 華東師范大學博士畢業(yè)論文上漲，供需不平增大[9]。此外，鋰在地球上儲量少，已探明儲量僅為 3950 萬噸，約占地殼元素含量的 0.0065%（圖 1.2 a），而具備商業(yè)開采價值的鋰儲量僅為1351.9 萬噸[10, 11]。鋰資源的另一個特點是分布不均，其中全球儲量的 70%都位于南美洲（圖 1.2b）[12]。物以稀為貴，目前電池級碳酸鋰的價格已經(jīng)高達 15萬/噸，并且還會繼續(xù)增長[13]。基于此背景，開發(fā)原材料資源豐富、綠色環(huán)保的新型高能二次電池，以滿足日益增長的能源需求至關(guān)重要。

2019 華東師范大學博士畢業(yè)論文劑包括聚偏氟乙烯（溶劑使用 N-甲基吡咯烷酮）和羧甲基纖維素鈉（溶劑使用去離子水）。鈉離子電池電解液由鈉鹽和有機溶劑組成，是 Na+在正負極之間遷移的媒介。常用的鈉鹽為 NaClO4和 NaPF6；而有機溶劑一般采用高介電常數(shù)的碳酸乙烯脂（EC）和碳酸丙烯脂（PC）的混合溶液；此外，為了提升鈉離子電池的循環(huán)性能，氟代碳酸乙烯脂（FEC）經(jīng)常作為添加劑添加到電解液中[23]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]室溫鈉離子電池材料及器件研究進展[J]. 陸雅翔,趙成龍,容曉暉,陳立泉,胡勇勝.  物理學報. 2018(12)
[2]Reduced Graphene Oxide-Wrapped FeS2 Composite as Anode for High-Performance Sodium-Ion Batteries[J]. Qinghong Wang,Can Guo,Yuxuan Zhu,Jiapeng He,Hongqiang Wang.  Nano-Micro Letters. 2018(02)
[3]鈉離子電池正極材料研究進展[J]. 方永進,陳重學,艾新平,楊漢西,曹余良.  物理化學學報. 2017(01)
[4]鈉離子電池電極材料研究進展[J]. 張寧,劉永暢,陳程成,陶占良,陳軍.  無機化學學報. 2015(09)

博士論文
[1]鈉離子電池正極材料Na3V2（PO4）3的制備及其電化學性能改性研究[D]. 沈偉.北京化工大學 2016



本文編號：2983778