鋰離子電池具有放電電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),因此已廣泛應(yīng)用于電動汽車和分布式能源系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,地球上有限的鋰資源已經(jīng)難以滿足人類對能源日益增長的需求。鈉作為地球上儲量豐富的元素之一,其物理和化學(xué)性質(zhì)與鋰類似且成本低廉,所以鈉離子電池有望在未來取代鋰離子電池。過渡金屬氧化物具有較高的理論容量,在鈉離子電池負(fù)極材料中有較大的應(yīng)用前景,但是較差的導(dǎo)電性和循環(huán)過程中較大的體積膨脹限制其廣泛應(yīng)用。本論文主要以二氧化錫為研究對象,通過構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)、與碳材料復(fù)合、包覆和摻雜等手段進(jìn)行材料的設(shè)計(jì)及改性及相應(yīng)的電化學(xué)性能研究。主要研究成果如下:（1）以碳布為基底水熱生長二氧化錫納米片陣列,結(jié)合電化學(xué)沉積法在二氧化錫納米片表面包覆一層聚吡咯薄層。納米片狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有助于材料與電解液的充分接觸,聚吡咯的引入提高材料導(dǎo)電性能的同時(shí)通過包覆緩解循環(huán)過程中的體積膨脹,所制備的材料作為鈉電負(fù)極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在0.1 A g^-1的電流密度下,首次放電容量高達(dá)1172.1 mAh g^-1,300次循環(huán)后仍可保持85%的容... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈉離子電池工作示意圖[14]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2鋰和鈉元素在地殼中的含量[17]Fig.1.2TheelementalabundanceofLiandNaintheEarth’scrust[17].1.3鈉離子電池負(fù)極材料鋰離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化并得到大量使用的重要原因之一是開發(fā)了可代替金屬鋰的石墨負(fù)極。研究者基于鈉離子電池與之相似的工作原理，最初嘗試采用石墨作為鈉離子電池負(fù)極但未獲得成功。此外，鈉離子半徑大于鋰離子及摩爾質(zhì)量更大等特性造成電池的循環(huán)和倍率性能較差，開發(fā)較高比容量和較長循環(huán)壽命的電池負(fù)極材料成為研究重點(diǎn)[19]。圖1.3常見鈉離子電池負(fù)極材料的性能分布圖[20]Fig.1.3Schematicillustrationofpotentialandcorrespondingcapacitydensityofcommonanodematerialsforsodiumionbatteries[20].

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2鋰和鈉元素在地殼中的含量[17]Fig.1.2TheelementalabundanceofLiandNaintheEarth’scrust[17].1.3鈉離子電池負(fù)極材料鋰離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化并得到大量使用的重要原因之一是開發(fā)了可代替金屬鋰的石墨負(fù)極。研究者基于鈉離子電池與之相似的工作原理，最初嘗試采用石墨作為鈉離子電池負(fù)極但未獲得成功。此外，鈉離子半徑大于鋰離子及摩爾質(zhì)量更大等特性造成電池的循環(huán)和倍率性能較差，開發(fā)較高比容量和較長循環(huán)壽命的電池負(fù)極材料成為研究重點(diǎn)[19]。圖1.3常見鈉離子電池負(fù)極材料的性能分布圖[20]Fig.1.3Schematicillustrationofpotentialandcorrespondingcapacitydensityofcommonanodematerialsforsodiumionbatteries[20].

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Growth of SnO2 Nanoflowers on N-doped Carbon Nanofibers as Anode for Li-and Na-ion Batteries[J]. Jiaojiao Liang,Chaochun Yuan,Huanhuan Li,Kai Fan,Zengxi Wei,Hanqi Sun,Jianmin Ma.  Nano-Micro Letters. 2018(02)



本文編號：3581335