自從上個世紀(jì)鋰離子電池發(fā)明以來,其已廣泛地應(yīng)用于人們的日常生活中,是一種理想的儲能設(shè)備,有著比能量大、電壓高、循環(huán)壽命長和綠色無污染等諸多優(yōu)點。但是,受限于鋰資源的低儲量和高成本,其大規(guī)模運用將受到限制。鈉和鉀金屬資源在地殼含量高,且與鋰金屬擁有類似的物化性質(zhì),因此,鈉/鉀離子電池逐漸引起了科學(xué)家們的注意。與鋰離子電池相似的,鈉/鉀離子電池的發(fā)展同樣也受到安全性問題的限制。該安全性問題主要是由高度易燃的碳酸酯類電解液和熱穩(wěn)定性差的電極材料因素引起的。但是,對于鈉/鉀離子電池安全性問題的研究,仍存在不少空白。因此,發(fā)展不可燃電解液和熱穩(wěn)定性好的電極材料是推動鈉/鉀離子電池發(fā)展的重要技術(shù)途徑�；诖�,本文探索了鈉/鉀離子電池不可燃電解液及鉀離子電池有機(jī)材料電極體系,主要研究內(nèi)容如下:（1）針對鈉離子電池常用碳酸酯類電解液的高度易燃性,探索采用了氟代碳酸酯類電解液0.9 M NaPF6 FEC/TFEC,以提高該電解液體系的安全性和電化學(xué)性能。研究結(jié)果顯示,氟代碳酸酯體系電解液在直接點火測試中可達(dá)到完全不可燃;由于氟代溶劑較大的粘度,電解液的電導(dǎo)率較低,但遠(yuǎn)大于安全性有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率;較... 

【文章來源】： 曾桂芳 山東大學(xué)

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３鈉離子電池示意圖Ｗ??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致副反應(yīng)的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生較大的界面阻抗ｍ。目前，??鈉離子電池常用的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)有ＮＡＳＩＣＯＮ、硫化物和Ｎａ－ｐ／ｐ”－Ａｌ２０３等［３Ｇ－??３ｌ］??〇??１．３鉀離子電池??１．３．１鉀離子電池的歷史??鉀離子電池的歷史可追溯到２００４年，Ａｌｌ?Ｅｆｔｅｋｈａｒｉ首次提出鉀離子電池原??型，正極是普魯士藍(lán)，負(fù)極是金屬鉀，循環(huán)了?５００圈后只損失了?１２％的容量［：＇２－??３３１。２００５年，有專利對ＫＰｆ，作為鉀離子電解質(zhì)進(jìn)行了報道。２００７年中國Ｓｔａｒｓｗａｙ??Ｅｌｅｃｔｒｏｍｃｓ公司推出以鉀離子電池為動力的便攜式播放器，但是該公司并沒有提??供電池的任何規(guī)格參數(shù)。后來，由于鉀離子電池安全性問題和鋰／鈉離子電池的??逐漸成熟，鉀離子電池研宄停滯了多年，直到２０１５年以來才出現(xiàn)了大量的關(guān)于??鉀離子電池的文獻(xiàn)報道｜２＾３５１。??４００?１???Ｉ??〇?３００?－??Ｈ?Ｉ??Ｅ?ｌｏｏ－?■■■??＼??｜??ｕ?Ｉ?■?Ｉ?畫?Ｉ?■面■■面?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?１?Ｉ?■?■?■?Ｉ?■?Ｉ?＿?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?■??２００４?２００６?２００８?２０１０?２０１２?２０１４?２０１６?２０１８?２０２０??Ｙｅａｒ??圖１．５鉀離子電池文章每年發(fā)表數(shù)量［２３］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ?ｎｕｍｂｅｒｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｌａｓｓｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ．??

第一章緒論??１．３．２鉀離子電池結(jié)構(gòu)工作原理??與鋰／鈉離子電池相似，鉀離子電池也是由正負(fù)極、電解液和隔膜組成。如??圖１．６所示，以釩酸鉀（Ｋ〇．５，Ｖ２０５）正極、石墨負(fù)極為例，充電時，１Ｃ從正極脫??出，隨后嵌入到石墨負(fù)極；正極失去一個電子，負(fù)極從外電路得到一個電子。放??電時，１Ｃ從石墨負(fù)極脫出，隨后嵌入正極，正極得到一個電子，對應(yīng)反應(yīng)式如下：??正極反應(yīng)：Ｋ０．５１Ｖ２Ｏ５?－?ｘＫ?—?Ｋａ５ｉ－ｘＶ２〇５?＋?ｘｅ－??負(fù)極反應(yīng)：８Ｃ?＋?ｘＫ／＋?ｘｅ－—?ＫｘＣ８??總反應(yīng)：?８Ｃ?＋?Ｋ〇．５ｉＶ２０５?—?Ｋ〇．５１．ｘＶ２０５?＋ＫｘＣ８??＋?？??？??？?＿?：??Ｍ?Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?Ｃｈａｒｇｅ?Ａ??圖１．６鉀離子電池示意理＿??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｏｔａｓｓｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??１．３．３鉀離子電池的優(yōu)點??鉀元素在地殼的儲量高，原料價格低；鉀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為－２．９３Ｖ，與鋰的??電極電勢（－３．０４?Ｖ）較為接近，又低于鈉的電極電勢（－２．７１?Ｖ），也就是說鉀離??子電池的工作電壓窗口與鋰離子電池較為接近，但大于鈉離子電池的電壓窗口；??同時，鈉離子電池不能與商業(yè)化的石墨材料形成穩(wěn)定的化合物，但鉀離子電池卻??可以使用石墨作為負(fù)極材料，形成ＫＣ８石墨層間化合物，有２７９?ｍＡｈ?ｇ－１的理論??容量［３３，３６－４１］。??８??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2939361