堿金屬離子電池在電化學(xué)儲能領(lǐng)域中占有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用地位。其中,鋰離子電池（LIB）因具有能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子產(chǎn)品,而接下來有望在柔性設(shè)備、電動汽車和小型電站方面得到應(yīng)用。然而,受地殼中鋰資源儲量低的影響,鋰的價(jià)格昂貴,使得高效鋰離子電池的下一步大規(guī)模應(yīng)用受到一定程度的限制。同為堿金屬的鈉和鉀,具有與鋰相似的化學(xué)性質(zhì),且在地殼中儲量較鋰更為豐富,因此,低成本的鈉離子電池（SIB）和鉀離子電池（PIB）有很大潛力成為大型儲能設(shè)備中的重要儲能裝置。本論文首先簡要介紹了三種二次堿金屬離子電池的工作原理、研究現(xiàn)狀以及電極材料,隨后對設(shè)計(jì)合成的三種硫化鐵納米材料應(yīng)用于二次堿金屬離子電池陽極材料進(jìn)行了詳細(xì)介紹。主要研究內(nèi)容如下:⑴通過猝冷、凍干以及后續(xù)輥壓處理的方法制備了一種以限域在石墨烯納米卷/納米片上的超小Fe_1-xS/Fe₃O₄異質(zhì)納米顆粒為主要活性物質(zhì)的多孔三維（3D）石墨烯柔性電極材料,并對其儲鋰性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,得益于其獨(dú)特而穩(wěn)定的3D結(jié)構(gòu),該柔性材料表現(xiàn)出高的可逆比容量(電流... 

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 二次堿金屬離子電池
        1.2.1 二次堿金屬離子電池概述
        1.2.2 二次堿金屬離子電池工作原理
        1.2.3 二次堿金屬離子電池電極材料
            1.2.3.1 陰極材料
            1.2.3.2 陽極材料
    1.3 鐵基硫化物電極材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 鐵基硫化物電極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 鐵基硫化物電極材料存在的主要問題
        1.3.3 主要解決策略
    1.4 本論文選題依據(jù)和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器和材料表征測試
    2.1 主要原料和設(shè)備
        2.1.1 主要試劑和原料
        2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備與儀器
    2.2 材料表征與測試
        2.2.1 材料表征
        2.2.2 電化學(xué)測試
第三章 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4@石墨烯納米卷/納米片柔性電極材料的制備及其儲鋰性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4@石墨烯納米卷/納米片柔性電極材料的制備
        3.2.2 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4@石墨烯薄膜的制備
        3.2.3 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4異質(zhì)納米顆粒的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4@石墨烯納米卷/納米片柔性電極材料的合成過程分析
        3.3.2 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4@石墨烯納米卷/納米片柔性電極材料的組成結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.3.3 Fe_(1-x)S/Fe_3O_4@石墨烯納米卷/納米片柔性電極材料的儲鋰性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 FeS_2/FeS@單分散石墨烯復(fù)合材料的制備及其儲鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 制備Fe(OH)_3@石墨烯前驅(qū)體
        4.2.2 制備FeS_2/FeS@單分散石墨烯復(fù)合材料
        4.2.3 制備FeS_2/FeS雜化納米粒子
        4.2.4 制備Fe_3O_4NPs@單分散石墨烯復(fù)合材料
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 FeS_2/FeS@單分散石墨烯復(fù)合材料的合成過程分析
        4.3.2 FeS_2/FeS@單分散石墨烯復(fù)合材料的組成結(jié)構(gòu)與形貌分析.
        4.3.3 FeS_2/FeS@單分散石墨烯復(fù)合材料的儲鈉性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 碳包覆Fe_(1-x)S/硫摻雜膨脹石墨復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 碳包覆Fe_(1-x)S/硫摻雜膨脹石墨復(fù)合材料的制備
        5.2.2 碳包覆Fe_(1-x)S納米顆粒的合成
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 碳包覆Fe_(1-x)S/硫摻雜膨脹石墨復(fù)合材料的合成過程分析
        5.3.2 碳包覆Fe_(1-x)S/硫摻雜膨脹石墨復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和形貌分析
        5.3.3 碳包覆Fe_(1-x)S/硫摻雜膨脹石墨復(fù)合材料電化學(xué)性能研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
個(gè)人簡況及聯(lián)系方式



本文編號：3703196