由于鈉資源廉價(jià)、高豐度且分布較廣以及鈉金屬氧化還原電位較低（-2.73 V vs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極）、理論比容量較高(1166 mA h g^-1)等優(yōu)勢(shì),鈉金屬電池有望被用來構(gòu)建高能量密度廉價(jià)的儲(chǔ)能設(shè)備。但是,鈉金屬反應(yīng)活性高,易與電解液發(fā)生反應(yīng),在界面處形成一層固態(tài)電解質(zhì)界面層（SEI）。在鈉金屬的沉積溶解過程中,不均勻的鈉沉積會(huì)引發(fā)較大的體積變化,導(dǎo)致SEI膜不斷的破裂和再生。這一過程會(huì)不斷地消耗鈉金屬和電解液,降低負(fù)極庫倫效率,導(dǎo)致電池失效。同時(shí),不均勻的鈉沉積使得鈉枝晶生長,可能會(huì)刺穿隔膜致使電池內(nèi)短路,造成嚴(yán)重的安全問題。如何抑制鈉枝晶生長,提升負(fù)極效率對(duì)發(fā)展鈉金屬電池至關(guān)重要,因此,本論文開展了以下工作:（1）通過使用三維導(dǎo)電碳纖維紙（CFP）作集流體,引導(dǎo)鈉沉積,抑制鈉枝晶生長和提升鈉負(fù)極庫倫效率。在1 mA cm^-2的電流下循環(huán)100圈可以保持99.5%的平均庫倫效率。CFP@Na對(duì)稱電池循環(huán)500 h后仍能保持穩(wěn)定且較低的過電位。由于鈉與碳之間存在一定的親和性,鈉更傾向于在CFP上成核生長。在三維框架的限制下,鈉枝晶的生長被抑制。... 

【文章來源】：南開大學(xué)天津市 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(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鈉金屬負(fù)極存在的主要問題鈉金屬負(fù)極面臨的另一個(gè)問題是在循環(huán)過程中鈉枝晶的生長以及伴隨產(chǎn)生

其示意圖如圖1.2c 所示。如圖 1.2e 所示，Wang 等采用將熔融鈉金屬加熱吸入還原氧化石墨烯（rGO）的片層中間，制備了 Na@rGO 復(fù)合負(fù)極[59]。該復(fù)合負(fù)極可以維持初始 GO 的形狀，因此通過裁剪 GO 薄膜或組裝 GO 成一維纖維、三維塊狀，可以制備出不同

b，c）分別為 CFP 的 XRD, SEM 和 Raman，（d）為 FeHCF 的 XRD 和 SEM圖 3.1a 為商業(yè)化 CFP 的 XRD 圖，可以看出 CFP 在 26°和 54°有兩個(gè)明顯的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)石墨的標(biāo)準(zhǔn)卡片 JCPDS No. 8-415 的（002）和（004）晶面，表明 CFP 具有高度石墨化的結(jié)構(gòu)。在拉曼光譜中，碳材料通常有兩個(gè)峰，分別


本文編號(hào)：3129155