發(fā)布時(shí)間：2023-02-15 17:43

　　未來,電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用將會(huì)造成鋰源料價(jià)格大幅上揚(yáng)和鋰離子電池成本過高的問題。由于全球有限的鋰資源無法滿足巨大的能源市場(chǎng)需求,而鈉/鎂離子電池儲(chǔ)能技術(shù)因其對(duì)環(huán)境的友好性、豐富的全球儲(chǔ)量、低廉的成本等優(yōu)勢(shì)被提議作為更便宜、更安全的下一代先進(jìn)電池系統(tǒng)。在電池的基本組成中,電極材料的發(fā)展是提升鈉/鎂離子電池性能和降低成本的主要瓶頸。因此,設(shè)計(jì)和開發(fā)高性能電極材料、解決各類材料遇到的問題,對(duì)鈉/鎂離子電池的發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文旨在利用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從而得到高性能鈉/鎂離子電池電極材料,同時(shí)在深入分析材料的結(jié)構(gòu)一性能構(gòu)效關(guān)系基礎(chǔ)上尋找并發(fā)展新型高性能電極材料。主要的研究成果包括以下幾個(gè)方面:1.設(shè)計(jì)并合成了一種球中球分級(jí)結(jié)構(gòu)的P2型Na0.7Ni0.18Mn0.64Co0.18O2作為鈉離子電池正極材料。在氧化物正極材料中,這種微納結(jié)構(gòu)對(duì)電池性能的影響很少被研究。事實(shí)上,這項(xiàng)工作提供了一個(gè)有趣的研究模型,為理解鈉基層狀氧化物材料結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系打下基礎(chǔ)。同時(shí)電化學(xué)結(jié)果表明該微納結(jié)構(gòu)材料不僅擁有超高的容量還具有優(yōu)異的倍率性能。此外,利用同步輻射X射...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池簡介
        1.2.1 鈉離子電池正極材料分類
            1.2.1.1 層狀氧化物
            1.2.1.2 聚陰離子化合物
            1.2.1.3 普魯士藍(lán)類似物
            1.2.1.4 有機(jī)化合物
        1.2.2 鈉離子電池負(fù)極材料分類
            1.2.2.1 插入式負(fù)極材料
            1.2.2.2 轉(zhuǎn)化式負(fù)極材料
            1.2.2.3 合金式負(fù)極材料
    1.3 微納分級(jí)結(jié)構(gòu)材料在鈉離子電池中的應(yīng)用進(jìn)展
        1.3.1 微納分級(jí)結(jié)構(gòu)正極材料研究進(jìn)展
            1.3.1.1 層狀氧化物微納結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
            1.3.1.2 聚陰離子化合物微納結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
            1.3.1.3 普魯士藍(lán)類似物微納結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
        1.3.2 微納分級(jí)結(jié)構(gòu)負(fù)極材料研究進(jìn)展
            1.3.2.1 碳材料和TI基氧化物微納結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
            1.3.2.2 氧化物、硫化物和磷化物微納結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
            1.3.2.3 合金化負(fù)極微納結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展
    1.4 鎂離子電池簡介及研究進(jìn)展
    1.5 同步輻射X射線吸收譜(SR-XAS)應(yīng)用于鈉/鎂離子電池電極材料研究
        1.5.1 SR-XAS對(duì)于鈉/鎂離子電池電極材料研究的重要意義
        1.5.2 SR-XAS在鈉/鎂離子電池電極材料領(lǐng)域最近的研究進(jìn)展
    1.6 本課題的研究意義和研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 球中球分級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的P2型層狀氧化物作為高性能鈉離子電池正極材料
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        2.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 穩(wěn)定的單晶普魯士藍(lán)納米框架/單壁碳納米管復(fù)合組分作為無粘結(jié)劑的超高倍率鈉離子電池正極
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 單晶FeHCFe納米框架/SWCNTs復(fù)合材料制備
        3.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 金屬有機(jī)框架化合物衍生的氮摻雜核-殼結(jié)構(gòu)Fe_0.6Co_0.3Ni_0.1S₂@NC納米盒子作為超快鈉離子電池負(fù)極
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 Fe_0.6Co_0.3Ni_0.1納米顆粒和Fe_0.6Co_0.3Ni_0.1S₂@NC中空納米盒子制備
        4.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 MoS₂納米片作為鎂離子電池正極電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 MoS₂樣品制備
        5.2.2 電解液制備
        5.2.3 結(jié)構(gòu)表征
        5.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 文論文的創(chuàng)新之處
    6.2 本論文的不足之處和后續(xù)工作
    6.3 鈉/鎂離子電池未來展望
攻讀博士期間發(fā)表的論文及研究成果
致謝



本文編號(hào)：3743536