水系金屬離子電池具有高安全性、高倍率性能、低成本和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì),在未來的大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域及便攜式設(shè)備領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景,但是其仍然存在很多問題,如工作電壓低、能量密度低、循環(huán)穩(wěn)定性差等,大大限制了水系電池的應(yīng)用。因此,發(fā)展新概念或者新理論來構(gòu)建新型水系金屬離子電池體系是非常有必要的。本論文從選擇合適的電極材料出發(fā),構(gòu)建水系金屬離子電池,希望在提高電池工作電壓和能量密度的同時(shí),兼顧電池的循環(huán)穩(wěn)定性。首先,通過共沉淀法制備了普魯士藍(lán)晶體,并采用三電極體系測(cè)試了其在含有同濃度Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺的水系電解液中的不同電化學(xué)行為。結(jié)果表明,普魯士藍(lán)在分別含有Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺四種離子電解液中的離子選擇性順序?yàn)镵⁺>Na⁺>>Li⁺>Ca²⁺,在含Na⁺和Li^... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同二次電池的性能評(píng)估[5]

⑸?胱憂度敕從Γ?杭?蚍⑸?胱油殉齜從?基本原理如圖1-2 (b)所示)。整個(gè)電化學(xué)過程可逆，可以形象的稱為“搖椅式”電池，這種可逆的能量轉(zhuǎn)換方式可以達(dá)到持續(xù)循環(huán)使用的目的。圖 1-2 (a) 電池測(cè)試裝置； (b) 二次電池工作原理圖[6]1.2 水系二次電池發(fā)展現(xiàn)狀水系二次電池是基于水系電解液，綠色安全無污染，大大提高了電池使用和生

大部分商業(yè)化的二次電池電極材料不能在水溶液中保持長(zhǎng)其循環(huán)穩(wěn)定性，只有少數(shù)幾種材料允許高價(jià)離子可逆的嵌入與脫出，因此，開發(fā)高效穩(wěn)定的電極材料是組裝長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性水系二次電池，是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)水系電池廣泛儲(chǔ)能應(yīng)用的新的挑戰(zhàn)。1.2.1 水系堿金屬離子電池自 1994 年 Dahn 等[20]采用VO2做負(fù)極，LiMn2O4作正極，以 5mol/L Li2SO4做電解液，組裝了第一個(gè)水系二次電池，并且該電池平均工作電壓為 1.5V，比能量高達(dá)75Wh/Kg，遠(yuǎn)高于商用鉛酸蓄電池，與鎳鎘電池相當(dāng)。該課題組水系二次電池概念的提出，從根本上解決了有機(jī)電解液的安全隱患，大大降低了制造成本。水系電池體系逐漸得到人們的關(guān)注。但是由于水的分解及電極材料結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致該電池循環(huán)穩(wěn)定性很差。因此，為改善電池的循環(huán)性能并提高電池功率密度，研究者們結(jié)合水系電解液的特點(diǎn)對(duì)有機(jī)電池體系電極材料加以引入和改進(jìn)，并取得很大進(jìn)展。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3090915