石墨是鋰離子電池商業(yè)化最成功的負(fù)極材料,它通過形成層間化合物L(fēng)iC₆來實(shí)現(xiàn)鋰的存儲,但是由于鋰在地殼中的儲量有限,使得其無法滿足經(jīng)濟(jì)社會對二次電池日益增長的需求,而高昂的鋰原料價(jià)格勢必會成為阻礙其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。鈉與鋰位于同一主族、與鋰具有相似的理化性質(zhì)、而且其在地殼中的豐度遠(yuǎn)高于鋰,所以鈉離子電池被視為鋰離子電池的補(bǔ)充和替代者。但是鈉原子半徑比鋰大,很難像鋰那樣形成層間化合物,導(dǎo)致傳統(tǒng)石墨材料無法直接用于鈉離子電池。本研究通過碳基復(fù)合材料的構(gòu)建、生物質(zhì)基硬碳材料的制備以及雜原子摻雜的方式制備了鈉離子電池碳基材料,擴(kuò)大了碳材料的層間距,提升了電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性,改善了倍率性能,得到具有較優(yōu)電化學(xué)儲鈉性能的電極材料。具體工作如下:⑴通過多孔碳基材料與銳鈦礦TiO₂納米點(diǎn)的復(fù)合,顯著提升了電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能,該材料用于鈉離子電池時(shí),在0.5C的電流密度下,循環(huán)200圈后容量可達(dá)235.5 mAh g^-1。⑵用直接燒結(jié)天然生物質(zhì)原材料樟木的方法,制備得到了層間距為0.39 nm,比表面積為685 m~2 g... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池的工作原理
        1.2.2 鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展
        1.2.3 鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展
    1.3 鈉離子電池
        1.3.1 鈉離子電池的研究背景
        1.3.2 鈉離子電池工作原理
        1.3.3 鈉離子電池電解液
        1.3.4 鈉離子電池正極材料
        1.3.5 鈉離子電池負(fù)極材料
    1.4 本論文的研究目的及主要研究內(nèi)容
2 試驗(yàn)中所用到的儀器設(shè)備、試劑、表征手段
    2.1 儀器設(shè)備
    2.2 試劑藥品
    2.3 材料表征技術(shù)
3 銳鈦礦TiO_2 納米點(diǎn)/C復(fù)合材料在鈉離子電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料的合成與制備
        3.2.2 材料電化學(xué)儲鈉性能測試
        3.2.3 結(jié)果與討論
    3.3 小結(jié)
4 樟樹基碳材料的制備及其儲鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 優(yōu)質(zhì)低廉多孔碳(SLPC)材料的制備
        4.2.2 材料電化學(xué)儲鈉性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 小結(jié)
5 BN共摻雜的納米片的儲鈉性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 BN共摻雜的納米片材料的制備
        5.2.2 材料電化學(xué)儲鈉性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3721278