以鋰和鈉為代表的堿金屬負極具有極高的質(zhì)量比容量(Li:3860 mAh g-1,Na:1166 mA h g-1)、極低的相對電極電勢(Li:-3.040 V vs.標準氫電極,Na:-2.714 V vs.標準氫電極),且能夠與高容量正極如硫、空氣、層狀化合物等匹配,因而有十分可觀的發(fā)展前景。然而,電化學反應出現(xiàn)的金屬離子沉積不均勻以及無限制的體積膨脹等行為,由此產(chǎn)生的枝晶等一系列問題,一直限制堿金屬負極的實用化。根據(jù)已有的大量改良工作,使用三維納米材料優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)能夠十分有效的減少枝晶帶來的問題。這是因為三維混合導電網(wǎng)絡可以極大促進電化學反應過程中的電荷傳輸效率,促進電荷的均勻分布,同時以三維孔隙大量容納沉積金屬,從而緩和體積膨脹帶來的問題�；谶@些參數(shù)要求,三維納米材料應當是良好的電子導體、與堿金屬良好浸潤并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。碳納米材料具有多種迥異的結(jié)構(gòu)和獨特的力學性質(zhì)、良好的電子電導,同時很容易修飾各種活性材料以實現(xiàn)與堿金屬的浸潤,因而是理想的優(yōu)化堿金屬負極的材料。本論文以此為出發(fā)點,通過多種技術手段構(gòu)筑具有不同特性的三維碳材料及其復合材料,并將這些材料與堿金屬負極進行匹配,構(gòu)筑了具...

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學位級別】：博士

本文編號：3877529