鋰離子電池已經(jīng)在便攜式電子產(chǎn)品有著較為廣泛的應(yīng)用,但是對于大規(guī)模儲能裝置而言,降低成本、提升材料的穩(wěn)定性能具有更重要的實際意義。鈉與鋰在元素周期表中為同主族元素,具有相近的物理化學(xué)性質(zhì);而鈉豐富的資源儲量使電池生產(chǎn)成本得到降低,因此鈉離子電池作為大規(guī)模儲能裝置具有良好的應(yīng)用前景。由于普魯士藍材料是由金屬—氰根配位鍵形成的開放性框架結(jié)構(gòu),具有足夠容納鈉離子的空間,因而表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能,被認(rèn)為是一種有前途的鈉離子電池正極材料。另外,普魯士藍類材料制作合成過程簡單,使其也具有較好的應(yīng)用價值。在本文中,我們選擇普魯士藍類材料Na2MnFe(CN)6作為研究對象,研究其作為鈉離子電池正極材料的電化學(xué)性能。本文主要從以下幾個方面開展研究:1.對正極材料Na2MnFe(CN)6制備條件進行優(yōu)化探究,從制備方法、溫度、濃度、反應(yīng)時間等方面對合成過程的進行調(diào)控。共沉淀制備條件下在3 mmol·L-1下能制備出缺陷較少的晶體,比容量為115 mAh·g-1;溫度為80℃時材料放電容量為133 mAh·g-1;相比于共沉淀法而言,水熱法制備的材料顆粒尺寸更加均勻,具有更好的儲鈉性質(zhì),在120℃下反應(yīng)首...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 背景介紹
    1.2 鈉離子電池發(fā)展概述
    1.3 鈉離子電池工作原理
    1.4 鈉離子正極材料研究進展
        1.4.1 層狀氧化物正極材料
            1.4.1.1 單金屬層狀氧化物
            1.4.1.2 多金屬層狀氧化物
        1.4.2 聚陰離子化合物
        1.4.3 有機化合物
        1.4.4 普魯士藍類材料
    1.5 普魯士藍類材料Na₂MnFe(CN)₆相關(guān)研究進展
    1.6 普魯士藍類材料改性相關(guān)研究進展
    1.7 本課題研究意義及內(nèi)容
    參考文獻
第二章 實驗原理和方法
    2.1 實驗試劑與材料
    2.2 實驗電池組裝
    2.3 材料表征技術(shù)和方法
        2.3.1 X射線衍射技術(shù)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡及能量色散X射線譜
        2.3.3 ICP-元素分析測試
        2.3.4 X射線光電子能譜分析
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 恒流充放電測試
        2.4.2 電化學(xué)交流阻抗譜
    參考文獻
第三章 Na₂MnFe(CN)₆材料的合成及電化學(xué)性能表征
    3.1 共沉淀法制備Na₂MnFe(CN)₆材料及其電化學(xué)性能的探究
        3.1.1 Na₂MnFe(CN)₆材料制備過程
        3.1.2 反應(yīng)溫度對Na₂MnFe(CN)₆材料制備過程的影響
        3.1.3 陳化時間對Na₂MnFe(CN)₆材料制備過程的影響
        3.1.4. 反應(yīng)濃度對Na₂MnFe(CN)₆材料結(jié)構(gòu)與性能的影響
    3.2 水熱法制備Na₂MnFe(CN)₆材料及其電化學(xué)性能的探究
        3.2.1 Na₂MnFe(CN)₆材料制備過程
        3.2.2 反應(yīng)時間與溫度對Na₂MnFe(CN)₆材料制備過程的影響
    3.3 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 提高Na₂MnFe(CN)₆材料晶體完整度的方法探究
    4.1 絡(luò)合添加劑對Na₂MnFe(CN)₆材料電化學(xué)性能影響
        4.1.1 Na₂MnFe(CN)₆材料制備過程
        4.1.2 抗壞血酸對材料結(jié)構(gòu)與性能的影響
        4.1.3 檸檬酸/檸檬酸鈉對材料結(jié)構(gòu)與性能的影響
    4.2 干燥溫度對Na₂MnFe(CN)₆材料電化學(xué)性能影響
        4.2.1 Na₂MnFe(CN)₆材料物相分析與形貌表征
        4.2.2 Na₂MnFe(CN)₆材料電化學(xué)測試
    4.3 碳材料對Na₂MnFe(CN)₆材料的改性研究
        4.3.1 Na₂MnFe(CN)₆復(fù)合材料制備過程
        4.3.2 碳納米管復(fù)合材料(CNT-PBA)改性研究
        4.3.3 還原氧化石墨烯復(fù)合材料(RGO-PBA)改性研究
        4.3.4 氧化石墨烯復(fù)合材料(GO-PBA)改性研究
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要結(jié)論
    5.2 后續(xù)研究方向
作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及成果
致謝



本文編號：3926913