在過去幾年里,鋰離子電池廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中,例如筆記本電腦,手機(jī),電子手表,混合電動車等等。隨著這些領(lǐng)域的快速發(fā)展,鋰金屬資源的用量會急速增加,導(dǎo)致在不久的將來鋰離子電池價格的提高。因此,發(fā)展一種能夠替代鋰離子電池的新型電池成為目前首要任務(wù)。鈉元素與鋰元素同屬同一主族,具有相似的化學(xué)性質(zhì),而金屬鈉與鋰相比,鈉金屬資源較豐富,對環(huán)境更加友好,價格低廉,因此作為最有可能替代鋰離子電池的鈉離子電池引起廣大研究者們的極大興趣。本文研究的是具有芳香性有機(jī)物負(fù)極材料的合成、改性、儲鈉性能以及機(jī)理。（1）在實驗中,我們合成出一種新型的鈉離子電池負(fù)極材料均苯三甲酸鈉,通過與碳納米管構(gòu)建一個三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提高該材料的電子導(dǎo)電率。電化學(xué)測試表明該材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,在0.1 A g^-1的電流密度下可逆容量達(dá)到214.6 mA h g^-1,在較高電流密度1 A g^-1和10 A g^-1下,可逆容量仍可以達(dá)到149 mA h g^-1和87.5 mA h g^-1。實驗中,我們... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：47 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

-1（a，b，c）CNT-NWs@Na3TM復(fù)合材料不同放大倍數(shù)下的SEM圖和原理圖；（d）Na3TM的1HNMR譜圖（e）均苯三甲酸和CNT-NWs@Na3TM的紅外光譜對比；（f）CNT-NWs@Na3TM的孔徑分布和N2吸脫附曲線

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文的儲鈉性能比純的體相 Na3TM 材料和碳納米管要好很多，如果不添加碳納米管使其與均苯三甲酸鈉形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，純 Na3TM 材料的可逆容量就只有 8 mA h g-1。同時，經(jīng)測試純碳納米管的儲鈉容量為 37.5 mAh g-1。CNT-NWs@Na3TM 的儲鈉性能的提高來源于該材料中相互交織的 CNTs 形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高了有機(jī)材料的電子導(dǎo)電性。電子導(dǎo)電性與離子傳輸?shù)膮f(xié)同作用加快了電子動力學(xué)從而達(dá)到快速的、穩(wěn)定的鈉存儲（優(yōu)異的倍率與循環(huán)性能以及較高的鈉存儲容量）。

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文了能夠更加清晰的展現(xiàn) CNT-NWs@Na3TM 復(fù)合材料的 Na 存儲機(jī)制，基們繪制出發(fā)生在材料中的整個 Na 脫出與嵌入過程。如圖 2.2-6 所示，在第程中，電化學(xué)反應(yīng)明顯是 3 電子運輸過程，Na 分成三步進(jìn)行嵌入依次分，Na5TM，Na6TM。在接下來的脫鈉過程，形成的 Na6TM 不能恢復(fù)到初，而是回到了一個電子嵌入狀態(tài)，即 Na4TM。在第一個循環(huán)之后，活性材a 存儲轉(zhuǎn)化的可逆性，始終在 Na4TM 和 Na6TM 之間轉(zhuǎn)化。所以，對于新機(jī)負(fù)極材料 CNT-NWs@Na3TM 的鈉存儲機(jī)制其實是除了第一圈的嵌鈉過個 Na 嵌入以外，接下來的循環(huán)表現(xiàn)出的都是兩電子的可逆運輸，并且每 Na 的運輸。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Progress in electrical energy storage system:A critical review[J]. Thang Ngoc Cong.  Progress in Natural Science. 2009(03)



本文編號：3313004