近幾年,手機、筆記本電腦等已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡牟糠?這些便攜式設(shè)備的使用都離不開鋰離子電池的支持。然而地球上鋰資源儲量有限使得鋰離子電池很難滿足未來更大范圍的儲能需求。相比于鋰,鈉資源地球儲量豐富、成本低且其與鋰處于同一主族,兩者具有很多相似的性質(zhì),因此,鈉離子電池是一種很有發(fā)展前景的新一代儲能電池,能很好地替代鋰離子電池。如今,鈉離子電池已成為廣大儲能研究者的研究熱點。正極材料在鈉離子電池發(fā)展中起著關(guān)鍵性的作用,其中具有相對高的容量、高的工作電壓、成本低、環(huán)境友好及資源豐富等優(yōu)勢的錳基正極材料被認為是一種很有前景的正極材料。然而,由于鈉離子本身半徑大及錳基正極材料本身的一些缺陷,使得錳基正極材料還存在電化學(xué)性能不佳等問題。尤其在高電壓及高電流密度下,這些問題會更加突出。本文從包覆策略、制備工藝、結(jié)構(gòu)特點及電化學(xué)性等方面去系統(tǒng)地研究錳基正極材料。(1)首先通過傳統(tǒng)固相法制備了具有三維S型隧道結(jié)構(gòu)的Na_0.44MnO₂亞微米棒,并分析了其在寬電壓范圍(2-4.5 V)內(nèi)電化學(xué)性能差的原因。然后,使用不同量的Al₂

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池的簡介
        1.2.1 鈉離子電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 鈉離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.2.3 鈉離子電池的優(yōu)勢和劣勢
    1.3 鈉離子電池正極材料研究進展
        1.3.1 過渡金屬氧化物
        1.3.2 聚陰離子型化合物
        1.3.3 普魯士藍類似物
        1.3.4 有機化合物
    1.4 簡單錳基正極材料的研究進展
        1.4.1 隧道型Na_0.44MnO2

        1.4.2 P2 型錳基正極
        1.4.3 鋇硬錳礦型Na_0.4MnO₂

    1.5 課題的研究背景和主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方法與表征技術(shù)
    2.1 實驗藥品及儀器設(shè)備
        2.1.1 主要實驗試劑
        2.1.2 主要實驗儀器
    2.2 物理表征技術(shù)
        2.2.1 熱重分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 X-射線衍射分析
        2.2.4 透射電子顯微鏡和能量色散X-射線譜
        2.2.5 X-射線光電子能譜
        2.2.6 電感耦合等離子體發(fā)射光譜
    2.3 扣式電池的制備
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 扣式電池組裝
    2.4 電化學(xué)性能表征技術(shù)
        2.4.1 恒流充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 交流阻抗測試
第3章 Al₂O₃ 包覆的Na_0.44MnO₂ 亞微米棒的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 S型隧道結(jié)構(gòu)Na_0.44MnO₂ 的制備
        3.2.2 Na_0.44MnO₂/Al₂O₃ 復(fù)合材料的制備
        3.2.3 電極制備
        3.2.4 扣式電池組裝
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.2 材料的電化學(xué)性能測試與分析
        3.3.3 電化學(xué)性能改善的機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 AlPO₄ 包覆的P2型Na_0.7MnO_2.05 的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 P2型Na_0.7MnO_2.05 的制備
        4.2.2 Na_0.7MnO_2.05/AlPO₄ 復(fù)合材料的制備
        4.2.3 電極制備
        4.2.4 扣式電池組裝
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.2 材料的電化學(xué)性能測試與分析
        4.3.3 電化學(xué)性能改善的機理分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Na_0.4MnO₂ 正極材料的制備及電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 Na_0.4MnO₂ 的制備
        5.2.2 電極制備
        5.2.3 扣式電池組裝
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        5.3.2 材料的電化學(xué)性能測試與分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
碩士期間公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
個人簡歷



本文編號：3977900

suoshi