鋰離子電池因循環(huán)壽命長(zhǎng),能量密度高,環(huán)境污染小等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于可移動(dòng)電子設(shè)備以及電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。但是,隨著先進(jìn)電子設(shè)備和大規(guī)模運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷發(fā)展,目前商業(yè)化的鋰離子電池由于電極儲(chǔ)鋰比容量有限勢(shì)必不能滿足未來(lái)人們對(duì)儲(chǔ)能器件的性能要求。并且,地球上鋰資源的日益匱乏造成鋰離子電池成本的不斷增加更加限制了其在大規(guī)模儲(chǔ)能方面的應(yīng)用。因此,探索高性能的鋰離子電池以及新型的電池儲(chǔ)能體系迫在眉睫。鈉離子電池由于鈉元素來(lái)源豐富,成本低廉而被認(rèn)為是鋰離子電池的有效替代者,特別是在大型儲(chǔ)能領(lǐng)域。電極材料是決定鋰/鈉離子電池性能的主要因素,因此開(kāi)發(fā)具有比容量高,倍率性能優(yōu)越和循環(huán)壽命長(zhǎng)的電極材料成為電池領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。最近,具有獨(dú)特二維結(jié)構(gòu)的二硫化鉬因其理論比容量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)而成為非常有潛力的高性能負(fù)極材料。但是,其在應(yīng)用于電池負(fù)極材料時(shí)存在著因電導(dǎo)率差、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等因素導(dǎo)致的倍率性能低以及循環(huán)過(guò)程中比容量迅速衰減的問(wèn)題。因此,進(jìn)一步探索得到具有優(yōu)異電化學(xué)性能的二硫化鉬基負(fù)極材料是不可或缺的。本論文主要圍繞二硫化鉬基負(fù)極材料的制備與改性為中心展開(kāi)儲(chǔ)鋰和儲(chǔ)鈉電化學(xué)性能的研究并分析充放電過(guò)程中的贗電容特性... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理示意圖[14]

磷酸鐵鋰(LiFePO4)是橄欖石型結(jié)構(gòu)LiMPO4(M=Co,Mn,Fe)正極材料中的典型代表[22]。Goodenough課題組在1997年報(bào)道磷酸鐵鋰材料可用作正極材料。磷酸鐵鋰材料一直受到人們的關(guān)注,它具有成本低,安全性高以及對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。磷酸鐵鋰的理論比容量約為170 mAh g-1,然而電壓平臺(tái)僅為3.4V,離子傳輸性能也比較差。目前主要的改性方法包括構(gòu)筑納米材料,元素?fù)诫s以及表面導(dǎo)電材料包覆等等。1.2.3 鋰離子電池負(fù)極材料

作為鋰離子電池重要組成部分,負(fù)極材料對(duì)鋰離子電池儲(chǔ)鋰性能的影響是至關(guān)重要的。通常正極材料受制于脫嵌鋰機(jī)制的制約,其比容量不能大幅度的提升。因此,發(fā)展優(yōu)異儲(chǔ)鋰比容量的負(fù)極材料成為提高鋰離子電池性能的關(guān)鍵。從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始,石墨類(lèi)碳材料就一直作為商業(yè)化鋰離子電池的負(fù)極材料。但是石墨類(lèi)碳材料的理論比容量較低(372 m Ah g-1),不能滿足高性能鋰離子電池的發(fā)展要求。并且,由于石墨類(lèi)負(fù)極材料的嵌鋰電位普遍較低(0.1 V左右),容易在充放電時(shí)產(chǎn)生部分“鋰枝晶”進(jìn)而造成安全隱患。近年來(lái),具有優(yōu)異儲(chǔ)鋰比容量電池負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)[23]。隨著對(duì)負(fù)極材料研究的深入,不斷有新型優(yōu)異儲(chǔ)鋰性能的負(fù)極材料地被開(kāi)發(fā)出來(lái)。目前根據(jù)負(fù)極材料儲(chǔ)鋰機(jī)制的不同,可將電極材料分為三大類(lèi):嵌入型(Insertion),合金型(Alloying)以及轉(zhuǎn)化型(Conversion)負(fù)極材料[4]。如圖1.6所示,嵌入型負(fù)極材料在儲(chǔ)鋰過(guò)程中體積變化較小但是比容量也比較低。合金型和轉(zhuǎn)化型負(fù)極材料雖然具有比較大的比容量,但是在儲(chǔ)鋰過(guò)程中存在比較大的體積變化,目前還有待解決。下面將分別對(duì)這三種儲(chǔ)鋰機(jī)制的材料進(jìn)行介紹。(1)嵌入型化合物負(fù)極材料

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]硒及層狀金屬硫化物與功能化碳復(fù)合材料的制備與儲(chǔ)鋰儲(chǔ)鈉性能研究[D]. 姜勇.山東大學(xué) 2017

碩士論文
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本文編號(hào)：2965014