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(dǎo)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(jù)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(yīng)用于電動(dòng)汽車、電子設(shè)備等領(lǐng)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(dòng)汽車的續(xù)航里程和進(jìn)一步的普及,因此尋找高比能的負(fù)極材料將是提高鋰離子電池比容量及倍率性能的關(guān)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(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用(間歇式發(fā)電場(chǎng)景比如風(fēng)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(fù)極材料將有利于增加鈉/鉀離子電池進(jìn)一步應(yīng)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(dǎo)以及高的理論容量(在儲(chǔ)鋰/鈉/鉀時(shí)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(fù)極材料。但是黑磷基負(fù)極材料在充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,表界面不可控,導(dǎo)致差的循環(huán)穩(wěn)定性;同時(shí)其儲(chǔ)能機(jī)制復(fù)雜,不利于進(jìn)一步優(yōu)化材料。因此本論文通過對(duì)黑磷在鋰/鈉/鉀離子電池中的電化學(xué)特征進(jìn)行對(duì)比研究,...

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級(jí)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(fù)極材料
        1.2.1 鋰離子電池負(fù)極材料
        1.2.2 鈉離子電池負(fù)極材料
        1.2.3 鉀離子電池負(fù)極材料
    1.3 黑磷負(fù)極材料概述
    1.4 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)儀器及方法
    2.1 本論文用到的實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 本論文用到的實(shí)驗(yàn)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(shí)間二次離子質(zhì)譜(ToF-SIMS)
    2.4 電池組裝與性能測(cè)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(cè)試
        2.4.4 電導(dǎo)率測(cè)試
第三章 黑磷在不同堿金屬離子電池中電化學(xué)行為的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料制備
        3.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 電化學(xué)性能表征
        3.2.4 理論計(jì)算
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 界面調(diào)控的黑磷-石墨-聚合物負(fù)極材料用于高性能鋰離子電池
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料制備
        4.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 電化學(xué)性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 聚苯胺包覆的黑磷-石墨復(fù)合材料在鈉離子電池中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 材料制備
        5.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        5.2.3 電化學(xué)性能表征
    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 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3791470