鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長和工作電勢高等突出優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為電池市場的主流,并開始應(yīng)用于驅(qū)動電動汽車。但隨著鋰離子電池的大規(guī)模應(yīng)用,鋰礦資源的有限性以及節(jié)節(jié)攀升的價(jià)格越來越為人們所擔(dān)憂。由于鋁金屬資源豐富、分布廣泛,每年開采量是鋰的1000多倍,因此在價(jià)格因素比能量密度更為關(guān)鍵的應(yīng)用上,比如電網(wǎng)儲能等,鋁離子電池被認(rèn)為是鋰離子電池的廉價(jià)替代品。此外,鋁離子電池也被認(rèn)為是下一代超高體積容量電池,鋁能在氧化還原反應(yīng)中傳輸三個(gè)電子,提供8046 mAh cm-3的體積比容量,大約為鋰（2062 mAh cm-3）的四倍以及鎂（3832mAhcm-3）的兩倍。鋁離子電池還兼?zhèn)潴w積小、重量輕以及安全性高等優(yōu)點(diǎn),對于未來可持續(xù)發(fā)展的新能源儲能領(lǐng)域,鋁離子電池有廣闊的應(yīng)用前景。目前鋁離子電池的發(fā)展主要受限于正極材料的電化學(xué)性能,如容量低、循環(huán)性差等,因此尋找電化學(xué)性能優(yōu)越的新型鋁離子電池正極材料且深入探索其電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理是該領(lǐng)域研究方向的重中之重。本文通過一系列物性分析和電化學(xué)測試手段對Li3VO4@C及Cu2-xSe材料的微觀形貌、物相結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能進(jìn)行研究,并使用各種非原位測試手段和... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰離子電池工作原理示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ??

??過渡金屬氧化物和硫化物等［３３］，如圖１．４所示。??ｃｈａｒｇ＃?Ｄｍｃｈｍｇｅ??ｊ?Ｏｐｅｒａ＃＾ｇ?ｄｅｗａｆｓ??ａａｓｗｓｗ?—??Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ??Ｐｏｓｉｔｉｖｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?Ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??圖１．５鈉離子電池工作原理示意圖［２２］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｄｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ??鈉離子電池與鋰離子電池同屬于“搖椅電池”儲能機(jī)理，如圖１．５所示。充??電時(shí)，鈉離子通過電解質(zhì)從正極材料中脫出，并通過電場力的作用下嵌入到負(fù)極??材料中。此時(shí)，負(fù)極中的鈉離子較多，外電路中的電子從正極遷移到負(fù)極以保證??電荷平衡。放電時(shí)，鈉離子通過電解質(zhì)從負(fù)極材料中脫出，在電場力作用下嵌入??到正極材料中。此時(shí)，正極中的鈉離子較多，外電路中的電子從負(fù)極遷移到正極??以保證電荷守恒［３４］。??鉀在地殼中儲量也極為豐富，占２．０９ｗｔ％。鉀離子電池與鋰、鈉離子電池同??屬于“搖椅型”可充放電池體系，而且鉀離子電池相比于鈉離子電池還具有以下??優(yōu)勢：（１）鉀離子電池具有更高的氧化還原電位。鋰、鈉、鉀三者的電極電位分??另ＩＪ為－３．０４Ｖ、－２．７１?Ｖ、－２．９３Ｖ

及其衍生物（柏林綠?ＦｅｍＦｅｎＩ（ＣＮ）６?丨川、Ｋ２Ｆｅｎ［Ｆｅｎ（ＣＮ）６］．?２Ｈ２０｜４２］、ＫＣｕＦｅｎｉ（ＣＮ）６?丨４３］、??Ｋ０６Ｎｉ１２Ｆｅ（ＣＮ）６＿３．６Ｈ２Ｏ［４４］等）、磷酸鹽基多原子陰離子正極材料（ＫＴｉ２（Ｐ０４）３）ｌ４５］、??ＫＦｅＳ０４Ｆ［４６＾）、有機(jī)材料＆４８］等，圖１．６列舉了一些具有代表性的鉀離子電池??正極材料的工作電壓及比容量（電流密度隨不同電極而變化）。迄今，鉀離子電??池負(fù)極材料的研宄主要集中在以下三大類，包括石墨類［３７，３８，４９，５（）］、其他碳基材料??（硬碳［５１］、碳納米管［５２］、石墨烯［５３，５４］等）、金屬（Ｓｂ［５５］、Ｓｎ＿等）以及金屬氧化??物（Ｋ２Ｔｉ８０１７＿等），表１．３為鋰、鈉、鉀離子電池常用的負(fù)極材料對比。??表１．３鋰、鈉、鉀離子電池常用的負(fù)極材料對比［３５］??Ｔａｂｌｅ?１．３?Ｓｕｍｍａｒｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｍｍｏｎ?ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ａｖａｉｌａｂｌｅ?ｆｏｒ?Ｌｉ－

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低溫性能及動力學(xué)分析[J]. 李光胤,黃震雷,張占軍,周恒輝.  中國科學(xué):化學(xué). 2014(07)

博士論文
[1]金屬氧化物基鋰/鈉離子電池負(fù)極材料制備與電化學(xué)性能研究[D]. 胡梅娟.浙江大學(xué) 2014
[2]高導(dǎo)電性微球形LiFePO4正極材料的制備及改性研究[D]. 舒洪波.湘潭大學(xué) 2013



本文編號：2927520