鋰離子電池是一種優(yōu)秀的儲(chǔ)能器件,它具有工作電壓高、能量密度高、功率密度大、無(wú)記憶效應(yīng)、綠色無(wú)污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)等眾多優(yōu)點(diǎn),在移動(dòng)電子設(shè)備、便攜式小型電器中獲得了廣泛應(yīng)用,是21世紀(jì)的理想能源,也是國(guó)際上廣為關(guān)注的研究熱點(diǎn)。然而鋰元素含量較少并且分布不均勻以及鋰離子電池成本較高等因素可能帶來(lái)鋰離子電池發(fā)展瓶頸問(wèn)題。與鋰元素同主族的鈉元素因?yàn)槠滟Y源豐富且具有與鋰類似的電化學(xué)行為,使得鈉離子電池可以作為一種有效的鋰離子電池潛在的替代品。負(fù)極材料是鋰/鈉離子電池的重要組成部分,對(duì)電池性能有著顯著的影響。碳材料是研究鋰/鈉離子電池最常見(jiàn)的負(fù)極材料,其具有平臺(tái)低,穩(wěn)定性好,充放電時(shí)體積膨脹小等優(yōu)勢(shì),但用于儲(chǔ)鋰/鈉電池時(shí)的容量不高。過(guò)渡金屬化合物因其比容量遠(yuǎn)高于碳材料,成為非常有前景的電極材料,然而它們?cè)诔浞烹娺^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的體積膨脹,破壞電極結(jié)構(gòu)的完整性,嚴(yán)重影響電池性能的循環(huán)穩(wěn)定性。為了提高鋰/鈉離子電池負(fù)極材料的性能,在本論文中,我們利用碳材料和過(guò)渡金屬化合物各自優(yōu)點(diǎn),經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì),利用靜電紡絲、水熱等方法成功的構(gòu)筑具有高性能的碳基過(guò)渡金屬化合物復(fù)合材料作為鋰/鈉電極負(fù)極材料。結(jié)合不同的表征... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域舉例示意圖

2圖 1.2 鋰元素和鈉元素的主要物理化學(xué)性能網(wǎng)狀拓?fù)鋱D[11都是堿金屬元素，鋰的相對(duì)原子質(zhì)量是 6.94，鈉的相鈉是一種更輕的元素，并且鋰的電極電勢(shì)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電極電勢(shì)是-2.71V。從理論容量比較，金屬鋰的容金屬鈉的容量只有 1166mAhg-1，所以鋰離子電池體系更大的能量密度，它們的相關(guān)物理性質(zhì)如網(wǎng)狀拓?fù)涞然顫娊饘僮鳛殡姵夭牧系脑O(shè)想是 20 世紀(jì) 50 年代美出的，從那以后研究者們開(kāi)始從事研究這方面的工作

是 1970 年�？松� Whittingham 采用 TiS2作為正極材料，金屬鋰作為備而成。到 1980 年，有相關(guān)報(bào)告同樣證實(shí)了在室溫下鈉離子嵌入 T逆性。同年，Goodenough 提出了將含鋰的層狀氧化物氧化鈷鋰（LiC能量的鋰電池正極材料。到 1982 年有相關(guān)報(bào)告報(bào)道了含鈉層狀氧2同樣可以作為鈉離子嵌入的正極材料，開(kāi)始了鋰/鈉電池的最原始研電池和鋰電池幾乎是同步發(fā)展，但從 1980 年以后研究鋰電池的熱潮遠(yuǎn)池，有可能源自大家對(duì)鋰電池的能量密度高于鈉電池這樣的一個(gè)認(rèn)識(shí)池的發(fā)明是在 1985 年發(fā)現(xiàn)碳材料可以作為鋰充電電池的負(fù)極材料，到了鋰離子電池的原始設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了 Li//MoS2充電電池的商業(yè)化，但89 年發(fā)生起火事故導(dǎo)致此充電電池的終結(jié)。在 1987 年，日本索尼公為的負(fù)極材料，LiPF6-PC+EC 為電解液，LiMO2（M=Co，Ni，Mn）料組裝的鋰離子電池的性能比較好。這類電池不含金屬鋰，而是利用負(fù)極材料中脫出和嵌入，索尼公司在 1991 年發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池二十余年中，商業(yè)化的鋰離子電池發(fā)展非常迅速，并隨著市場(chǎng)需求的提電池在可充放電電池中占據(jù)的絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)[12，13]。


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