本論文主要針對過渡金屬硫屬電極材料結構穩(wěn)定性差及本身離子電導率和電子電導率低的難題,設計并合成獨特的納米結構,以期利用納米結構的顯著優(yōu)勢改善電極材料在循環(huán)過程中受應力破壞而導致結構不穩(wěn)定、循環(huán)性能差的問題,從而獲得高容量﹑高倍率性能的過渡金屬硫化物鈉離子電池負極材料和鎂基混合離子電池正極材料。同時探究離子擴散、電子傳輸、極化、循環(huán)可逆性間的相互關系,揭示電化學過程中內在的反應機制與結構性能相關性,并以此進一步優(yōu)化了鎳基和釩基過渡金屬硫化物作為鈉離子/鎂鋰混合離子電池正負極電極材料的電化學性能,取得了一系列有意義的研究成果:(1)NiS₂在充放電過程中發(fā)生了轉化反應,體積變化較大,結構易遭到破壞,電極材料循環(huán)穩(wěn)定性差,為了克服這一瓶頸,本文設計制備了三維多孔NiS₂納米球。多孔結構可以為循環(huán)中的電極材料提供足夠的空間來緩解體積膨脹,保證電極的循環(huán)穩(wěn)定性。此外,多孔結構可以有效縮短離子傳輸路徑,提高材料離子電導率,并且多孔的存在使材料擁有較大的比表面積,可提供更多的活性位點,增大電極材料表面與電解液的有效接觸面積,這種結構使得材料擁有更多的贗電容...

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圖1-1可再生能源轉換，電網，商業(yè)二次電池和混合動力/電力車輛運輸之間的關系

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圖1-2地殼中的元素含量

如圖1-2所示。事實上，在這世紀初的十年里，鋰材料成本（Li2CO3價格）急劇上漲。與鋰相比，鈉資源無處不在，鈉是地表中儲量最豐富的元素之一[11]。海洋中也有無限的鈉資源。此外，鈉是相對于鋰而言第二輕和小的堿金屬元素。因此，鈉離子電池有替代鋰離子電池的發(fā)展?jié)摿�。鈉相對于標準氫....

圖1-3鈉離子電池工作機理圖

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圖1-4Li/LiCoO2和Na/NaCoO2電池的充放電曲線對比

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本文編號：3892403