當(dāng)今世界,由于化石燃料的急劇消耗和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,開(kāi)發(fā)可再生、清潔、高效的儲(chǔ)能技術(shù)已成為世界性的問(wèn)題。鋰離子電池由于容量高、壽命長(zhǎng)和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)作為重要的儲(chǔ)能設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、新能源領(lǐng)域。然而,智能設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)的飛速發(fā)展,對(duì)鋰離子電池的綜合性能,如容量、壽命、功率等也提出了越來(lái)越高的需求。目前商用的鋰離子電池正負(fù)極材料越來(lái)越難以滿(mǎn)足這些要求,迫切需要開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)的電極材料;另一方面,鋰資源儲(chǔ)量的日益減少,嚴(yán)重制約了鋰離子電池未來(lái)的發(fā)展。鈉離子電池由于鈉儲(chǔ)量豐富,在價(jià)格上有極大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)工作原理與鋰離子電池相似,雖然容量和循環(huán)壽命相對(duì)較低,但近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注,有希望替代鋰離子電池。石墨是商用的鋰離子電池負(fù)極材料,具有出色的循環(huán)穩(wěn)定性,但相對(duì)較低的容量已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在對(duì)儲(chǔ)能材料的需求。另外,由于鈉離子的半徑和體積遠(yuǎn)大于鋰離子,石墨并不能適用于鈉離子電池。因此,開(kāi)發(fā)低成本、高容量的新型負(fù)極材料至關(guān)重要。在諸多負(fù)極材料中,過(guò)渡金屬磷化物和過(guò)渡金屬硫化物由于比容量高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),備受關(guān)注。然而,由于磷化物和硫化物的電導(dǎo)率低,導(dǎo)致其表現(xiàn)出較差的倍率性能。... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理示意圖[14]

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3料是含鈷和鎳的層狀氧化物，因?yàn)樗鼈冊(cè)诟邏悍秶鷥?nèi)顯示出很高的穩(wěn)定性，但是鈷資源在自然界中的儲(chǔ)量少且有毒，這對(duì)于批量生產(chǎn)而言是一個(gè)突出的缺點(diǎn)；錳具有高的熱閾值和出色的倍率性能，但其循環(huán)性能較差，因此，通常使用鈷、鎳和錳的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)成分的最佳性能，并且最大程度地減少缺點(diǎn)；氧化釩具有大容量和優(yōu)異的動(dòng)力學(xué)，然而，在鋰的脫嵌過(guò)程中，該材料趨于非晶化，這限制了其循環(huán)能力；橄欖石材料無(wú)毒，容量適中，循環(huán)穩(wěn)定性好，是目前最有前景的正極材料。負(fù)極材料包括石墨、合金、金屬化合物等[20,21]。1.3鈉離子電池簡(jiǎn)介由于鈉的豐富儲(chǔ)量和易獲取性，以及與鋰相似的化學(xué)性質(zhì)，鈉離子電池已經(jīng)出現(xiàn)替代鋰離子電池成為下一代儲(chǔ)能電池的趨勢(shì)。有趣的是，在對(duì)鋰離子電池進(jìn)行研究的初期，便已開(kāi)始對(duì)鈉離子電池進(jìn)行研究，但是由于后者進(jìn)程緩慢而鋰離子電池取得較大成功，其研究一度中止。雖然鈉離子電池與鋰離子電池有著相似的儲(chǔ)能機(jī)理，然而在實(shí)際應(yīng)用中，兩者卻有很大的不同：鈉離子比鋰離子大，并且偏振小，因此，在充放電過(guò)程中，電極材料的相行為（配位、晶格常數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)）和擴(kuò)散屬性受到更大的影響，而且鈉具有更大的離子尺寸和更低的標(biāo)準(zhǔn)電化學(xué)勢(shì)，導(dǎo)致了鈉離子電池更低的能量密度和功率；另一方面，在多種有機(jī)溶劑中，鈉離子的去溶劑能比鋰離子小約30%，電荷轉(zhuǎn)移電阻較小，這可能會(huì)促進(jìn)其電極動(dòng)力學(xué)[8,22-24]。圖1.2鈉離子電池工作原理示意圖[25]。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1.3Ni2P@C蛋黃殼納米復(fù)合材料的形貌和其儲(chǔ)鋰性能。圖1.4CoP@NC/rGO雜化材料的形貌和其儲(chǔ)鋰性能。(a)(b)(c)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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