鋰離子電池因其能量密度大、體積小、無記憶效應等優(yōu)勢成為最重要的電化學儲能方式,但是隨著智能電網(wǎng)時代的到來和發(fā)展,鋰資源有限,價格昂貴等問題將會導致出現(xiàn)新的能源危機。鈉資源豐富,價格低廉,與鋰離子電池具有相似工作原理的鈉離子電池成為非常有發(fā)展前景的備選者。雖然鋰離子電池發(fā)展成熟,但是由于鈉離子半徑大于鋰離子半徑,鋰離子電池電極材料并不適合直接應用于鈉離子電池,因此亟需開發(fā)出價格低廉,性能優(yōu)異,適合于鈉離子電池體系的電極材料,來提高電池性能。在眾多的鈉離子電池負極材料中,碳材料以其來源廣泛,價格低廉,對環(huán)境友好等優(yōu)勢引起廣泛關(guān)注。其中硬碳因嵌鈉容量高,循環(huán)壽命長成為比較常用的鈉離子電池負極材料。為進一步提硬碳的儲鈉性能,一般通過構(gòu)建新穎的結(jié)構(gòu),或者通過雜原子摻雜進行表面修飾。將不同的雜原子（O、N、B、P、S等）引入碳骨架中,改變周圍電荷分布及自旋密度,產(chǎn)生缺陷,進而提高儲鈉性能。本文主要以N/S共摻雜碳材料為中心,通過加入不同的雜原子源和碳源進行制備,并對摻雜后的材料進行相關(guān)表征以及探究其作為鈉離子電池負極材料的性能。1.基于色散密度泛函理論的第一性原理理論模擬得出N,S共摻雜可以提高材... 

【文章來源】：河南師范大學河南省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池概述
    1.3 鈉離子電池工作原理
    1.4 鈉離子電池負極材料
        1.4.1 合金類
        1.4.2 金屬氧化物
        1.4.3 碳基材料
    1.5 論文的選題依據(jù)、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點
第二章 實驗試劑及測試分析
    2.1 實驗主要試劑及儀器
        2.1.1 化學試劑及儀器
        2.1.2 實驗設備及測試儀器
    2.2 實驗常用表征方法
        2.2.1 場發(fā)射電子掃描顯微鏡（FESEM）
        2.2.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.2.3 X射線衍射（XRD）
        2.2.4 激光拉曼光譜（Raman）
        2.2.5 傅里葉變換紅外光譜（FIIR）
        2.2.6 X射線光電子能譜（XPS）
        2.2.7 氮氣吸脫附分析（BET）
    2.3 電性能測試
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 紐扣電池的組裝
        2.3.3 恒電流充放電測試
        2.3.4 循環(huán)伏安測試
第三章N/S共摻雜碳納米層的制備及其儲鈉性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 第一性原理模擬計算N和S原子的摻雜對材料的影響
        3.3.2 N/S共摻碳納米層的FESEM和TEM表征
        3.3.3 N/S共摻碳納米層的BET測試分析
        3.3.4 N/S共摻碳納米層的XRD和Raman測試分析
        3.3.5 N/S共摻碳納米層的XPS測試分析
        3.3.6 N/S共摻碳納米層的FIIR測試分析
        3.3.7 N/S共摻碳納米層的電性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 類網(wǎng)狀N/S共摻雜微孔碳的制備及其儲鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 實結(jié)果與討論
        4.3.1 類網(wǎng)狀N/S共摻雜微孔碳材料的FESEM和TEM表征
        4.3.2 類網(wǎng)狀N/S共摻雜微孔碳材料的BET測試分析
        4.3.3 類網(wǎng)狀N/S共摻雜微孔碳材料的XRD和Raman測試分析
        4.3.4 類網(wǎng)狀N/S共摻雜微孔碳材料的XPS測試分析
        4.3.5 類網(wǎng)狀N/S共摻雜微孔碳材料的電性能測試分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章N/S共摻雜微孔碳復合材料的制備及其儲鈉性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 N/S共摻雜微孔碳復合材料的FESEM表征和TEM表征
        5.3.2 N/S共摻雜微孔碳復合材料的BET測試分析
        5.3.3 N/S共摻雜微孔碳復合材料的XRD和Raman測試分析
        5.3.4 N/S共摻雜微孔碳復合材料的XPS測試分析
        5.3.5 N/S共摻雜微孔碳復合材料的電性能測試分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3198880