TiO₂用作鈉離子電池負(fù)極材料時(shí),其較低的嵌鈉電位和良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而受到廣泛的關(guān)注。紅磷作為一種合金類負(fù)極材料,由于其高的理論比容量,使其在鈉離/鉀離子電池負(fù)極材料中表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。但是這兩類材料均具有電子電導(dǎo)低的缺點(diǎn),因此,本論文通過(guò)一維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)合碳材料復(fù)合等策略提高材料的電子電導(dǎo)和緩解體積效應(yīng)。第1章闡述了鈉/鉀離子電池的概況以及TiO₂和磷基負(fù)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(cè)試方法。第3章本章節(jié)結(jié)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(chǔ)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(xué)性能歸因于孔結(jié)構(gòu)和Ti3+/氧空位,可縮短離子擴(kuò)散路徑,同時(shí)提高電子電導(dǎo)。第4章本章節(jié)結(jié)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(chǔ)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(zhǎng)循環(huán)性能和倍率性能歸因于氧空位、... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１鈉離子電池充放電機(jī)理圖ｗ??

?Ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??Ｓｏｄｉｕｍｎｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??圖１．１鈉離子電池充放電機(jī)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(jī)理如圖１．２所示，也基于堿金屬離子在正負(fù)極之間的??脫嵌反應(yīng)，正極以普魯士藍(lán)（Ｋ２ＦｅＣｏ（ＣＮ）６）為例，負(fù)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(jī)理圖??２??

當(dāng)用作鈉離子電池負(fù)極材料時(shí)，每摩爾磷可以可逆的結(jié)合３摩爾Ｎａ＋，形??成Ｎａ３Ｐ合金，表現(xiàn)出高達(dá)?２５９６?ｍＡｈｇ？１的理論比容量（Ｐ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｎ用作鈉??離子電池負(fù)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(fù)極??材料對(duì)于獲得高能量密度鈉離子電池具有非常大的應(yīng)用潛力。但對(duì)于合金儲(chǔ)鈉類??負(fù)極材料，在充放電過(guò)程中，大量的Ｎａ＋反復(fù)的脫嵌將造成材料較大的體積膨脹??／收縮，導(dǎo)致材料內(nèi)部較大的應(yīng)力，最終致使電極材料的粉碎，造成循環(huán)過(guò)程中??容量的衰減。因此，為實(shí)現(xiàn)高比容量合金類鈉離子電池負(fù)極材料的高比容量和長(zhǎng)??循環(huán)壽命，必須要對(duì)材料進(jìn)行理性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。??（ａ）?（％??Ｉ＊?Ａｎｏｄｅ?＾３０００１??２＇°?，一．．．．．．．．．卞．．．．．—ｒ???．?．．?５?Ｌｉ３Ｐ?Ｎａ，Ｐ?Ｋ，Ｐ?＿?ＬＩＢｓ??ｚ?雛?ＴＭ〇


本文編號(hào)：2961453