隨著各種新儲能設備的推出以及新一代電網平臺的搭建,探索低能耗、低污染、快速高效的材料生產新方法用以制備高性能、長壽命、環(huán)境友好的新型儲能材料是目前社會實現可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。具有特殊的化學與物理性質的高溫熔鹽在制備新型材料的研究中展現出十分巨大的應用潛質,熔鹽電化學在過渡金屬氧化物等新型儲能材料的綠色、高效制備過程中的應用也越來越受到科研人員的關注與重視。將固態(tài)金屬氧化物在熔鹽中電解以制備金屬和合金的方法之所以受到學術界和工業(yè)界的大量關注,便是因為此方法能耗較低,環(huán)境友好,過程簡單和容易控制反應條件等特點。本文基于熔鹽電化學還原固態(tài)金屬氧化物的過程中存在的多種中間價態(tài),以及氧化物的還原程度易于電化學調控的理論分析,探索熔鹽中固態(tài)陰極還原制備新型功能材料的新方法以及它們在儲能領域中的應用。本論文以負極材料為切入點,以過渡金屬氧化物為研究對象,采用多種電化學技術,較為系統(tǒng)地研究了多種固態(tài)金屬氧化物在熔鹽中的電化學還原過程,探索尺寸、形貌以及材料復合對材料的電化學性能影響。主要研究內容如下:1、首次在LiCl-LiBr熔鹽中采用電化學法合成Li-Mo-O化合物并研究其儲鋰性能。通過控制不同... 

【文章來源】：武漢工程大學湖北省

【文章頁數】：146 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

儲能系統(tǒng)削峰填谷示意圖

圖 1-2 各類儲能技術規(guī)模等級和響應時間[4]Figure 1-2. Scale grade and response time of different energy storage technologies..3 電化學儲能概述.3.1 鉛酸電池鉛酸電池又稱鉛蓄酸電池，由普蘭特（Gaston Plante）于1859年最早規(guī)�；瘧糜诳沙潆姷碾娀瘜W設備。鉛酸電池主要是由正極（PbO2），負極金屬鉛（Pb）以及硫酸溶液（H2SO4）電解液構大致分為富液式電池、閥控式電池以及密封免維護電池等幾種不型。該電池反應化學方程式如下所示，，正負極在放電后均轉化鉛；充電后再度轉變?yōu)槎趸U和鉛，該過程中鉛酸電池工作電2V左右：正極： 蟘 蟘 極： 蟘 蟘 反應： 蟘 蟘 蟘

3為固態(tài)電解質兼正負極隔膜，如圖1-3[8,9]。負極金屬Na在放電過程中會氧化成Na+，經電解質傳導到正極與硫反應，生成多硫化鈉。具體的反應方程式如下：負極反應: 2Na 2Na++ 2e-(1-7)正極反應: 2Na++ xS + 2e- Na2Sx(1-8)總反應：2Na + xS Na2Sx(1-9)圖 1-3 鈉硫電池Figure 1-3. NaS battery在1967年，鈉硫電池最早是由美國福特公司發(fā)明的。而在2003年日本 NGK 陶瓷公司成功實現了其實用化應用[10]。鈉硫電池具有長達10年以上的長循環(huán)壽命以及760Wh/kg理論能量密度和150-230 W/kg的功率密度并且儲能成本極低，因此最開始發(fā)明鈉硫電池的目標就是為了能在電動汽車以及大規(guī)模儲能中得到應用[8]。但是，鈉硫電池同樣存在安全隱患，由于鈉硫電池是在高溫下運行，金屬鈉和硫都極其活潑且硫具有較強的腐蝕性，一旦β-Al2O3陶瓷破裂

【參考文獻】：
期刊論文
[1]偏鈦酸高溫固相法制備鋰離子電池負極材料尖晶石Li4Ti5O12[J]. 馬光強.  電子元件與材料. 2016(03)
[2]Progress in electrical energy storage system:A critical review[J]. Thang Ngoc Cong.  Progress in Natural Science. 2009(03)



本文編號：3611339