進(jìn)入新時(shí)代,全球的能源消耗持續(xù)增長,石油、天然氣等化石能源的大量開發(fā)利用,帶來了全球變暖、環(huán)境污染、資源緊張等諸多世界性難題,發(fā)展可再生清潔型能源成為必然趨勢。而潮汐能、太陽能、風(fēng)能這些自然的可再生能源具有間歇性、不穩(wěn)定性等特點(diǎn),這時(shí)便需要儲(chǔ)能裝置把這些清潔能源存儲(chǔ)起來再利用。鋰離子電池是一種已經(jīng)發(fā)展很成熟的化學(xué)儲(chǔ)能方式,但是全球鋰含量不足并且分布不均,同時(shí),鋰離子電池也存在著一些安全性問題。鈉與鋰位于同一主族具有相似化學(xué)特性且儲(chǔ)量豐富,因此,室溫鈉離子電池被認(rèn)為是有希望取代鋰離子電池作為大規(guī)模電網(wǎng)儲(chǔ)能。鈉離子電池的性能主要受到其電極材料的影響,尤其是正極材料。正極材料關(guān)乎電池的容量高低和循環(huán)性好壞,需要選用優(yōu)秀的儲(chǔ)鈉材料。鐵基普魯士藍(lán)具有三維開放框架結(jié)構(gòu)和較大的離子通道,以及比容量高、成本低、制備易、環(huán)境友好等特點(diǎn),是一種具有潛力的鈉離子電池的正極材料。然而,該材料的合成產(chǎn)率低、導(dǎo)電性差、與電解液發(fā)生副反應(yīng)、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題,限制了其實(shí)際應(yīng)用。另外,鐵基普魯士藍(lán)可以作為鐵源與氧族元素反應(yīng)得到碳氮包覆的合金化合物納米顆粒,可作為鈉離子電池負(fù)極材料。本論文以普魯士藍(lán)及其衍生物作為鈉離子... 

【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

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【學(xué)位級別】：博士

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常見的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)及其性能對比

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文的充電狀況可以通過測量硫酸的相對密度來檢測。然而在電池過 2.39 V，在負(fù)極會(huì)產(chǎn)生氫氣，同時(shí)在正極會(huì)產(chǎn)生氧氣，這會(huì)使電要加水維持。鉛酸電池由于易于制造，提供功率有小功率 1 Ah千瓦到幾十兆瓦，效率大于 70%。電池中的鉛，能夠以高達(dá) 97%循環(huán)使用。然而，鉛酸電池循環(huán)壽命不長，因?yàn)樵诟叻烹姇r(shí)負(fù)極鉛層，該過程并非完全可逆，這會(huì)減少電化學(xué)反應(yīng)的電極面積，。此外，電池以高電流充電會(huì)導(dǎo)致氫氣產(chǎn)生，存在安全隱患[3電壓平臺較低，比容量不高，鉛對環(huán)境的重金屬污問題，使得鉛來的發(fā)展趨勢。

作溫度在 300℃至 350℃，使得鈉和硫保持在熔融狀態(tài)，并確保陶瓷固夠有效地傳遞鈉離子。在放電過程中，首先負(fù)極的鈉被氧化得到 Na+過固體電解質(zhì)移動(dòng)到正極，與硫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成 Na2S5。Na2S5與成混合物，并且隨著硫的消耗，逐漸轉(zhuǎn)化成單相多硫化鈉。上述化學(xué)反可以進(jìn)行可逆反應(yīng)。鈉硫電池的固體電解質(zhì)的密封材料對密封性要求處于熔融態(tài)的兩個(gè)電極在高溫下直接接觸會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)和爆炸。廣硼硅酸鹽的玻璃陶瓷密封劑可以有效防止兩個(gè)熔融電極之間的直接接電池的另一個(gè)主要問題是排出的產(chǎn)品如多硫化鈉是電絕緣體，因此放電材料混合，以進(jìn)行有效的電子傳輸。另外，熔融陰極具有高腐蝕性，這防腐集電器。鈉硫電池在儲(chǔ)能方面有著成本低、能量高、效率優(yōu)、利于點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]NaxMyFe（CN）6（M=Fe,Co,Ni）:一類新穎的鈉離子電池正極材料[J]. 錢江鋒,周敏,曹余良,楊漢西.  電化學(xué). 2012(02)



本文編號：3070280