由于全球鋰資源無法滿足鋰離子二次電池需求的進(jìn)一步增加,開發(fā)廉價(jià)、安全的相關(guān)替代儲(chǔ)能技術(shù)非常關(guān)鍵。鈉元素在地殼中的儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、成本低廉。且鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池非常相似。目前,能否開發(fā)性能優(yōu)異的正極材料是鈉離子電池能否進(jìn)一步得到發(fā)展的關(guān)鍵因素。本文采用使用新型水性粘結(jié)劑、形貌調(diào)控、離子摻雜等方法,提高層狀過渡金屬氧化物和磷酸釩鈉正極材料性能。將黃原膠(XG)、海藻酸鈉(SA)、瓜爾豆膠(GG)作為粘結(jié)劑用于P2型Na2\3Mn2\3Ni1\3O2正極材料。3種水性粘結(jié)劑都給出了優(yōu)于PVDF的性能。其中使用XG作為粘結(jié)劑電極電性能最優(yōu)異,當(dāng)電流密度為40 mA g-1時(shí),電池在80次循環(huán)后仍能保有115.9 mAh g-1的容量,對(duì)應(yīng)容量保持率77.6%,當(dāng)電流密度為100 mA g-1時(shí),300個(gè)充放電循環(huán)后的容量為75.4 mAh g-1,對(duì)應(yīng)容量保持率87%。分析表明XG具有最優(yōu)的電化學(xué)性能源于:(1)XG溶液具有最高粘度,(2)XG作為粘結(jié)劑使電極具有更大的離子擴(kuò)散系數(shù),(3)XG作為粘合劑抑制了的電極材料表面過渡金屬流失,(4)XG粘合劑的在電化學(xué)循環(huán)中能更有效...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池概述
    1.3 鈉離子正極材料
        1.3.1 層狀氧化物正極材料
        1.3.2 聚陰離子型化合物
        1.3.3 普魯士藍(lán)類化合物
        1.3.4 金屬氟化物
        1.3.5 其他鈉離子電池正極材料
    1.4 鈉離子負(fù)極材料
        1.4.1 鈉離子電池碳基負(fù)極材料
        1.4.2 鈉離子電池合金類負(fù)極材料
        1.4.3 鈉離子電池金屬氧化物負(fù)極材料
        1.4.4 鈉離子電池金屬硫化物負(fù)極材料
    1.5 鈉離子電池水性粘結(jié)劑
    1.6 論文研究意義及研究計(jì)劃
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及方法
    2.1 試劑與儀器
    2.2 材料表征及性能測(cè)試
        2.2.1 X射線晶體衍射法
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 透射電子顯微鏡
        2.2.4 傅里葉紅外光譜
        2.2.5 粘度計(jì)
        2.2.6 X射線光電子能譜
    2.3 電極制備及電池組裝
        2.3.1 隔膜、集流體的預(yù)處理
        2.3.2 扣式電池的組裝
    2.4 電性能測(cè)試與表征
        2.4.1 恒電流充放電測(cè)試
        2.4.2 循環(huán)伏安法
        2.4.3 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試
第三章 天然水性粘結(jié)劑在鈉離子電池P2型層狀正極材料中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 P2型層狀正極Na_2/3Mn_2/3Ni(1/3)O₂材料的制備、極片制備與電池組裝
    3.3 P2型層狀正極材料Na_2/3Mn_2/3Ni_1/3O₂材料的表征
        3.3.1 Na₂₃Mn₂₃Ni₁₃O₂材料結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 Na₂₃Mn₂₃Ni₁₃O₂材料的水穩(wěn)定性測(cè)試
    3.4 粘結(jié)劑的表征
        3.4.1 水性粘結(jié)劑化學(xué)性質(zhì)及機(jī)械性能的表征
        3.4.2 粘結(jié)劑在電解液中穩(wěn)定性測(cè)試
        3.4.3 粘結(jié)劑的電化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試
    3.5 電化學(xué)性能表征
    3.6 電池的電化學(xué)阻抗表征
    3.7 電極片循環(huán)前后SEM表征
    3.8 電池循環(huán)后XPS分析
    3.9 本章小結(jié)
第四章 鈉離子電池Na₃V₂(PO₄)₃材料改性研究
    4.1 引言
    4.2 溶膠凝膠-水熱法制備Na₃V₂(PO₄)₃材料的改性研究
        4.2.1 Na₃V₂(PO₄)₃材料制備、極片、電池組裝
        4.2.2 Na₃V₂(PO₄)₃材料表征
        4.2.3 Na₃V₂(PO₄)₃材料電化學(xué)性能表征
    4.3 Na₃V_2-xCo_x(PO₄)₃材料的性能研究
        4.3.1 Na₃V_2-xCo_x(PO₄)₃材料制備、極片、電池組裝
        4.3.2 Na₃V_2-xCo_x(PO₄)₃材料表征
        4.3.3 Na₃V_2-xCo_x(PO₄)₃材料的電化學(xué)性能表征
    4.4 本章小結(jié)
論文總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3888598