為了提高鋰、鈉離子電池等二次電池的能量密度,滿足日益增長的能量需求,多電子反應(yīng)的電極材料得到了廣泛關(guān)注與研究。由于在充放電的過程中存在多個電子轉(zhuǎn)移,這類材料通常表現(xiàn)出高比容量和高能量密度的特點,同時也會涉及到較為復(fù)雜的電化學(xué)過程。因此,對這類多電子反應(yīng)電極材料的電化學(xué)性能及機理的研究是具有十分重要的現(xiàn)實意義的。本課題組的前期工作對一種多電子反應(yīng)電極材料——玫棕酸二鈉的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究,但是其實際的電化學(xué)過程并不十分清楚。因此,本論文首先對玫棕酸二鈉的充放電機理進(jìn)行了深入的研究,在分子結(jié)構(gòu)層面提出了其詳細(xì)的電化學(xué)過程。然后,對另一種新型多電子反應(yīng)電極材料——靛蒽醌,進(jìn)行了電化學(xué)性能與機理的研究。本論文具體開展了以下幾個方面的工作:（1）首先,通過調(diào)控活性材料的負(fù)載量,根據(jù)電荷轉(zhuǎn)移量、活性材料摩爾質(zhì)量與實際質(zhì)量之間的關(guān)系,初步計算出玫棕酸二鈉實際的轉(zhuǎn)移電子總數(shù);接著運用常規(guī)脈沖伏安法求出了其每步氧化還原反應(yīng)的轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比,進(jìn)一步確定出每步反應(yīng)的實際轉(zhuǎn)移電子數(shù);然后,結(jié)合其精細(xì)的循環(huán)伏安曲線,在分子結(jié)構(gòu)層面提出了其實際的電化學(xué)反應(yīng)過程;最后,采用電子順磁共振測試,補充證明了反應(yīng)機理的合... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈉離子電池的工作示意圖

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文還原反應(yīng)來實現(xiàn)能量存儲的。在目前的有機鈉離子電池電極材料中，基于羰基氧化還原反應(yīng)的材料是研究最為廣泛的[39-41]�，F(xiàn)階段研究報導(dǎo)的鈉離子電池有機電極材料中，包含具有電化學(xué)活性的羰基的材料主要有醌類復(fù)合物、羧酸鹽、酸酐和酰亞胺，如圖 1-2 所示。

在 1-3V 的電壓窗口內(nèi)該材料的電化學(xué)過程主要由電容效應(yīng)（一種表面現(xiàn)。電容效應(yīng)可以通過 log i 和 log v 關(guān)系圖中的斜率來定性分析，而在本 電池體系中，我們計算得到的所有氧化還原峰對應(yīng)電勢下的斜率值均接表 2-3），這表明電容效應(yīng)確實在該材料的電化學(xué)過程中占主導(dǎo)地位。表 2-3 在 log i 和 log v 關(guān)系圖中 DSR 各個氧化還原峰處對應(yīng)的斜率化/還原峰 A1 A2 A3 C1 C2 C3斜率 0.973 0.945 0.834 0.823 0.977 0.75了進(jìn)一步確定電容效應(yīng)在 DSR 電池體系中所起到的作用，我們對 DSR 的容量貢獻(xiàn)進(jìn)行了定量的計算。


本文編號：2953546