TiO₂用作鈉離子電池負極材料時,其較低的嵌鈉電位和良好的結構穩(wěn)定性而受到廣泛的關注。紅磷作為一種合金類負極材料,由于其高的理論比容量,使其在鈉離/鉀離子電池負極材料中表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。但是這兩類材料均具有電子電導低的缺點,因此,本論文通過一維結構設計,結合碳材料復合等策略提高材料的電子電導和緩解體積效應。第1章闡述了鈉/鉀離子電池的概況以及TiO₂和磷基負極的發(fā)展現(xiàn)狀。第2章系統(tǒng)介紹了論文中用到的儀器、試劑及測試方法。第3章本章節(jié)結合靜電紡絲和后續(xù)的Ar/NH₃處理,成功制備了氮摻雜介孔銳鈦礦相TiO₂納米纖維,獲得優(yōu)異的儲鈉性能:10 C具有110.07 mAh g-1的高可逆容量。優(yōu)異的電化學性能歸因于孔結構和Ti3+/氧空位,可縮短離子擴散路徑,同時提高電子電導。第4章本章節(jié)結合靜電紡絲及真空處理工藝,成功制備了富含氧空位的多通道多孔TiO₂納米纖維,獲得優(yōu)異的儲鈉性能:在20 C 4500次循環(huán)后容量保持在93 mAh g-1。優(yōu)異的長循環(huán)性能和倍率性能歸因于氧空位、... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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圖１．１鈉離子電池充放電機理圖ｗ??

?Ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??Ｓｏｄｉｕｍｎｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??圖１．１鈉離子電池充放電機理圖ｗ??１．２．２鉀離子電池的組成與工作原理??鉀離子電池的充放電機理如圖１．２所示，也基于堿金屬離子在正負極之間的??脫嵌反應，正極以普魯士藍（Ｋ２ＦｅＣｏ（ＣＮ）６）為例，負極以磷烯為例［５］。??？?ｅ－?ｆ’ｌ?ｅ－??＋?＿???ｕ?——￣Ｉ－??Ｃｈａｒｇｅ?Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?＿??ｆ?Ｋ２ＦｅＣｏ（ＣＮ）６?Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｎｅ?＾??Ｃａｔｈｏｄｅ?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ?Ａｎｏｄｅ??圖１．２鉀離子電池充放電機理圖??２??

當用作鈉離子電池負極材料時，每摩爾磷可以可逆的結合３摩爾Ｎａ＋，形??成Ｎａ３Ｐ合金，表現(xiàn)出高達?２５９６?ｍＡｈｇ？１的理論比容量（Ｐ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｎ用作鈉??離子電池負極材料的理論容量和合金化產(chǎn)物如圖１．３ｂ所示）。此外，紅磷的嵌??鈉電位在０．５?Ｖ左右，可以有效的避免鈉枝晶的形成。紅磷用作鈉離子電池負極??材料對于獲得高能量密度鈉離子電池具有非常大的應用潛力。但對于合金儲鈉類??負極材料，在充放電過程中，大量的Ｎａ＋反復的脫嵌將造成材料較大的體積膨脹??／收縮，導致材料內部較大的應力，最終致使電極材料的粉碎，造成循環(huán)過程中??容量的衰減。因此，為實現(xiàn)高比容量合金類鈉離子電池負極材料的高比容量和長??循環(huán)壽命，必須要對材料進行理性的結構設計。??（ａ）?（％??Ｉ＊?Ａｎｏｄｅ?＾３０００１??２＇°?，一．．．．．．．．．卞．．．．．—ｒ???．?．．?５?Ｌｉ３Ｐ?Ｎａ，Ｐ?Ｋ，Ｐ?＿?ＬＩＢｓ??ｚ?雛?ＴＭ〇


本文編號：2961453