發(fā)布時(shí)間：2024-10-03 01:14

　　二十一世紀(jì)是經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的時(shí)代,同時(shí)也伴隨著大量傳統(tǒng)化石能源的消耗。如果不開(kāi)發(fā)利用可再生的清潔能源,化石能源在不久的將來(lái)必將消耗殆盡,并導(dǎo)致溫室效應(yīng)和嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此,開(kāi)發(fā)綠色的可再生能源迫在眉睫。由于這些可再生能源的不連續(xù)性和間歇性,亟需研發(fā)先進(jìn)的儲(chǔ)能設(shè)備,以便在任何時(shí)間都可以穩(wěn)定連續(xù)的輸出電能。在各種儲(chǔ)能設(shè)備中,鋰離子電池（LIBs）由于其高安全、高能量/功率密度、輕便、環(huán)保、儲(chǔ)能效率高等優(yōu)勢(shì)脫穎而出。目前,鋰離子電池已經(jīng)成功的應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品、動(dòng)力汽車和儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域。鋰離子電池的儲(chǔ)能性質(zhì)主要取決于正極和負(fù)極材料,當(dāng)前商業(yè)化使用的負(fù)極材料主要是石墨或含少量錫（或硅）的碳基復(fù)合材料。為了很好的滿足人們對(duì)高比能電池的需求,研發(fā)具有高理論比容量的負(fù)極材料替代低理論比容量的石墨負(fù)極(372 mAh g^-1),是提高電池能量密度的關(guān)鍵。在各種負(fù)極材料中,基于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的錳基負(fù)極材料由于其高的理論比容量(>750 mAh g^-1,是石墨負(fù)極材料的兩倍)、元素豐度高、環(huán)境友好、多電子轉(zhuǎn)移、高度可逆的轉(zhuǎn)化反應(yīng)、優(yōu)異的儲(chǔ)能性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛...

【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1(a)鋰金屬負(fù)極在二次電池中的困境[22]

有高比能的鋰/鈉電電極材料是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化綠色可持續(xù)發(fā)展道路的關(guān)鍵，這也符合“十三五”規(guī)劃的戰(zhàn)略需求。1.2鋰/鈉離子電池發(fā)展簡(jiǎn)介鋰離子電池的發(fā)展最早可追溯到19世紀(jì)70年代，Exxon(�？松�)公司將TiS2作為電極材料實(shí)現(xiàn)了鋰離子的可逆脫嵌，由于鋰枝晶生長(zhǎng)、能量密度....

圖1-2鋰離子電池的內(nèi)部組成及其工作原理

圖1-2鋰離子電池的內(nèi)部組成及其工作原理[23]。應(yīng)：LiCoO2+6CLi1-xCoO2+LixC6JohnB.Goodenough教授報(bào)道了在容量、循環(huán)壽命和磷酸鹽類正極材料。石墨材料由于具有低的嵌鋰電勢(shì)穩(wěn)定的鈍化膜，還可循環(huán)1000圈以上而成為商業(yè)化....

圖1-3各類電池的發(fā)展路線圖

圖1-3各類電池的發(fā)展路線圖[26]。的LiMn2O4[29,30]和橄欖石型的LiFePO4[31-33]，它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中傳140-170mAhg-1[34]。近年來(lái)發(fā)展的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiNi0.8Co料的能量密度更高，約20....

圖1-4鋰離子電池核心材料的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)

圖1-4鋰離子電池核心材料的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)[37]。大類。前者可分為石墨碳和無(wú)定形碳；后者種類眾多，有過(guò)渡金屬基負(fù)極、合金極、氮化物負(fù)極等。其中，硅基負(fù)極復(fù)合材料被認(rèn)為是最有潛力的下一代高比能材料，它的理論比容量高達(dá)4200mAhg-1，能夠大幅度地提....

本文編號(hào)：4006580