本論文旨在改善轉(zhuǎn)化型負(fù)極材料的電化學(xué)性能。通過設(shè)計構(gòu)筑納米材料、多孔結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料來提高電極材料的反應(yīng)動力學(xué)以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,使其具有高的循環(huán)可逆性、優(yōu)異的倍率性能和長的循環(huán)壽命。另外,本文還系統(tǒng)地研究了電極材料的電化學(xué)儲鋰/鈉機(jī)制,揭示了材料結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能相關(guān)性,取得了一系列重要的研究成果:(1)我們通過簡易的水熱法合成了納米棒自組裝的二硒化亞鐵納米棒簇材料。二硒化亞鐵棒簇作為鈉離子電池負(fù)極材料時,其表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)性能,是具有前景的鈉離子電池負(fù)極材料。在1 A g^-1的電流密度下循環(huán)400圈后仍有515 mAh g^-1的放電比容量,在高達(dá)35 A g^-1的電流密度下,仍能提供128mAh g^-1的放電比容量。通過動力學(xué)計算,我們揭示了材料的贗電容特性使得其具有優(yōu)異的儲鈉性能。此外,我們還首次利用原位XRD表征手段對材料的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了研究,證實(shí)了該材料在充放電循環(huán)過程中其結(jié)構(gòu)向無定形化轉(zhuǎn)變。(2)我們采用溶劑熱與煅燒相結(jié)合的方法成功制備了多孔硫化亞鐵@氮摻雜碳復(fù)合納米線材料。通過對樣品...

【文章頁數(shù)】：172 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰/鈉離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理
    1.3 鋰/鈉離子電池的正極材料
        1.3.1 聚陰離子型正極材料
        1.3.2 層狀氧化物正極材料
    1.4 鋰/鈉離子電池的負(fù)極材料
        1.4.1 嵌入型反應(yīng)機(jī)制負(fù)極材料
        1.4.2 合金化型反應(yīng)機(jī)制負(fù)極材料
        1.4.3 轉(zhuǎn)化型反應(yīng)機(jī)制負(fù)極材料
    1.5 本論文的選題意義與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 二硒化亞鐵棒簇電極材料的制備及電化學(xué)性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 二硒化亞鐵棒簇電極材料的制備
        2.2.2 材料結(jié)構(gòu)檢測和表征方法
        2.2.3 電極材料的電化學(xué)性能測試
    2.3 二硒化亞鐵棒簇的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能
        2.3.1 二硒化亞鐵棒簇的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 二硒化亞鐵棒簇的形成機(jī)理
        2.3.3 二硒化亞鐵棒簇電極材料的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 多孔硫化亞鐵/氮摻雜碳復(fù)合納米線的構(gòu)筑及電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 多孔硫化亞鐵/氮摻雜碳復(fù)合納米線的制備
        3.2.2 硫化亞鐵@氮摻雜碳復(fù)合微米片的制備
        3.2.3 硫化亞鐵多面體材料的制備
        3.2.4 材料表征方法與電化學(xué)性能測試
    3.3 多孔硫化亞鐵/氮摻雜碳復(fù)合納米線的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能
        3.3.1 多孔硫化亞鐵/氮摻雜碳復(fù)合納米線的物相與結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 多孔硫化亞鐵/氮摻雜碳復(fù)合納米線的形成機(jī)理研究
        3.3.3 多孔硫化亞鐵/氮摻雜碳復(fù)合納米線的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 蛋黃殼結(jié)構(gòu)硫化鋅鈷@氮摻雜碳復(fù)合材料的設(shè)計構(gòu)筑及電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 鋅鈷基沸石咪唑酯骨架的制備
        4.2.2 蛋黃殼結(jié)構(gòu)硫化鋅鈷@氮摻雜碳復(fù)合材料的制備
        4.2.3 材料表征方法與電化學(xué)性能測試
    4.3 蛋黃殼結(jié)構(gòu)的硫化鋅鈷@氮摻雜碳復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能
        4.3.1 蛋黃殼結(jié)構(gòu)的硫化鋅鈷@氮摻雜碳復(fù)合材料的物相與結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 蛋黃殼結(jié)構(gòu)的硫化鋅鈷@氮摻雜碳復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 硒化鋅微球/多壁碳納米管復(fù)合材料的構(gòu)筑及電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 硒化鋅微球/多壁碳納米管復(fù)合材料的制備
        5.2.2 材料結(jié)構(gòu)檢測和表征方法
        5.2.3 電極材料的電化學(xué)性能測試
    5.3 硒化鋅微球/多壁碳納米管復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能
        5.3.1 硒化鋅微球/多壁碳納米管復(fù)合材料的物相與結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 硒化鋅微球/多壁碳納米管復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 分級硅酸銅空心球/還原石墨烯復(fù)合材料的構(gòu)筑及電化學(xué)性能
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 分級硅酸銅空心球/還原石墨烯復(fù)合材料的制備
        6.2.2 分級硅酸銅空心球材料的制備
        6.2.3 材料表征方法與電化學(xué)性能測試
    6.3 分級硅酸銅空心球/還原石墨烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能
        6.3.1 分級硅酸銅空心球/還原石墨烯復(fù)合材料的物相與結(jié)構(gòu)表征
        6.3.2 分級硅酸銅空心球材料的形成機(jī)理研究
        6.3.3 分級硅酸銅空心球/還原石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
博士期間已發(fā)表和即將發(fā)表的論文
博士學(xué)習(xí)期間參加的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號：3776034