隨著化石能源的逐漸枯竭,以及汽車尾氣排放量日益增加導致的城市環(huán)境污染問題,開發(fā)綠色可再生利用的新能源體系尤其重要。其中,二次堿金屬離子電池體系在近些年的新能源發(fā)展中占據著舉足輕重的地位。鋰離子電池作為堿金屬離子電池中能量密度最高的電池體系,已廣泛應用于電動汽車、電子設備等領域,但是其有限的能量密度和較慢的充放電速率限制了電動汽車的續(xù)航里程和進一步的普及,因此尋找高比能的負極材料將是提高鋰離子電池比容量及倍率性能的關鍵;鈉/鉀離子電池作為非常有潛力的鋰離子電池替代者,將非常有希望在大規(guī)模儲能領域應用(間歇式發(fā)電場景比如風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等),同樣,開發(fā)出高容量及循環(huán)穩(wěn)定性的負極材料將有利于增加鈉/鉀離子電池進一步應用的可能性。黑磷材料作為新興的二維材料,具有優(yōu)異的電子/離子電導以及高的理論容量(在儲鋰/鈉/鉀時理論容量均為2596mAhg-1),因此其具有非常大的潛力作為鋰/鈉/鉀離子電池負極材料。但是黑磷基負極材料在充放電過程中結構穩(wěn)定性差,表界面不可控,導致差的循環(huán)穩(wěn)定性;同時其儲能機制復雜,不利于進一步優(yōu)化材料。因此本論文通過對黑磷在鋰/鈉/鉀離子電池中的電化學特征進行對比研究,...

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 堿金屬離子電池概述
        1.1.1 鋰離子電池概述
        1.1.2 鈉/鉀離子電池概述
    1.2 堿金屬離子負極材料
        1.2.1 鋰離子電池負極材料
        1.2.2 鈉離子電池負極材料
        1.2.3 鉀離子電池負極材料
    1.3 黑磷負極材料概述
    1.4 選題依據與研究內容
    參考文獻
第二章 實驗儀器及方法
    2.1 本論文用到的實驗藥品
    2.2 本論文用到的實驗儀器
    2.3 材料的特殊研究方法
        2.3.1 X射線吸收譜(XAS)
        2.3.2 飛行時間二次離子質譜(ToF-SIMS)
    2.4 電池組裝與性能測試
        2.4.1 電池組裝
        2.4.2 XAS原位電池組裝
        2.4.3 恒電流間歇滴定測試
        2.4.4 電導率測試
第三章 黑磷在不同堿金屬離子電池中電化學行為的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料制備
        3.2.2 結構表征
        3.2.3 電化學性能表征
        3.2.4 理論計算
    3.3 結果與討論
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 界面調控的黑磷-石墨-聚合物負極材料用于高性能鋰離子電池
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料制備
        4.2.2 結構表征
        4.2.3 電化學性能表征
    4.3 結果與討論
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 聚苯胺包覆的黑磷-石墨復合材料在鈉離子電池中的應用
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 材料制備
        5.2.2 結構表征
        5.2.3 電化學性能表征
    5.3 結果與討論
    5.4 本章小結
    參考文獻
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3791470