水系鋰離子可充電二次電池由于避免了使用易燃有機(jī)電解液而具有內(nèi)在安全性和高離子電導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn),成為最有前景的儲能體系。目前,水系鋰離子電池正極的研究已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)展。然而,負(fù)極材料結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性影響了電池的整體性能。NaTi₂（PO₄）₃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有較大的孔道,其作為負(fù)極在水系鋰離子電池中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。然而,NaTi₂（PO₄）₃電子導(dǎo)電性較差。為改善材料的電化學(xué)性能,設(shè)計(jì)了幾種不同微觀結(jié)構(gòu)的NaTi₂（PO₄）₃。1)采用溶劑熱法制備了微米花結(jié)構(gòu)的多級氮摻雜碳包覆NaTi₂（PO₄）₃（NTPCN）。微米花結(jié)構(gòu)增加了電解液與電極之間的接觸面積;碳包覆提高了材料的導(dǎo)電性和在含水電解液中的穩(wěn)定性;氮摻雜一方面提高材料導(dǎo)電性和親水性,另一方面使材料表面造成缺陷有利于鋰離子的脫嵌。研究顯示,NTP-CN具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

氮摻雜碳包覆NaTi2(PO4)

第3章多級氮摻雜碳包覆磷酸鈦鈉微米花的設(shè)計(jì)及儲鋰性能研究-13-180℃下保持18h。當(dāng)系統(tǒng)冷卻至室溫時，將獲得的產(chǎn)物倒入燒杯中。將制備的尿素溶液滴加到上述燒杯中，然后在120℃下干燥以獲得前驅(qū)體。以相同方式獲得不含尿素的前驅(qū)體和不含尿素和碳源的前驅(qū)體（用10mL去離子水代替10mL葡萄糖溶液）以進(jìn)行比較。最后，將所有前驅(qū)體在Ar中2℃min-1的升溫速率下，350℃預(yù)熱2h，然后700℃煅燒4h，并將相應(yīng)的樣品分別命名為NTP、NTP-C和NTP-CN。3.2多級氮摻雜碳包覆磷酸鈦鈉微米花的表征我們采用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、熱重分析（TGA）和X射線衍射譜（XRD）研究合成樣品的微觀形貌、碳含量和晶體結(jié)構(gòu)，通過X射線光電子能譜（XPS）、拉曼光譜和親水性能分析氮的摻雜種類及氮摻雜碳包覆對材料的表面影響。3.2.1結(jié)構(gòu)形貌分析通過掃SEM對NTP和NTP-C前驅(qū)體的形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖2所示。圖2不同放大倍數(shù)下NTP（a，b）和NTP-C（c，d）前驅(qū)體的SEM圖Fig.2SEMimagesofNTP(a,b)andNTP-C(c,d)precursorsatdifferentmagnifications

第3章多級氮摻雜碳包覆磷酸鈦鈉微米花的設(shè)計(jì)及儲鋰性能研究-15-圖4NTP樣品的EDX元素分布圖和EDX譜圖Fig.4EDXelementalmappingsandEDXspectrumofNTPsample為研究NTP-CN樣品的表面元素分布，對其進(jìn)行了能譜（EDX）分析。圖5顯示了NTP-CN樣品的EDX元素分布圖和EDX譜圖。如圖5a和5b所示，Na、Ti、P、O、C和N元素顯示了相似的分布，都分散在NTP-CN微米花上，這些元素與NTP-CN樣品的化學(xué)組成一致，EDX譜圖（見圖5c）顯示了相應(yīng)元素的峰，沒有觀察到其他的峰存在，進(jìn)一步證實(shí)了NTP-CN樣品的元素構(gòu)成。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3627004