隨著電池技術(shù)的發(fā)展,鋰離子電池現(xiàn)已主導(dǎo)便攜式電子市場并正在擴展到大規(guī)模電能存儲應(yīng)用領(lǐng)域。然而,由于現(xiàn)有的鋰資源已經(jīng)無法滿足建立大規(guī)模、高能量密度的儲能系統(tǒng)的迫切需求。因此,具有鈉儲量豐富、成本較低以及具有與鋰離子電池有著相似的電化學(xué)特性的鈉離子電池應(yīng)運而生。在眾多的鈉離子電池負極材料中,二氧化鈦和金屬鈉因其成本低廉等優(yōu)點具有廣闊的發(fā)展前景。本論文通過分別調(diào)控二氧化鈦和金屬鈉的表/界面,調(diào)控鈉離子在電極材料中的擴散、嵌入/脫出、以及成核和生長行為,成功地提高了電極材料的儲鈉性能,并將結(jié)果與理論模擬相互驗證。本論文的主要研究工作如下:(1)通過簡單的溶劑熱反應(yīng)及后續(xù)的高溫鍛燒,成功地制備了碳修飾的超薄納米片組裝的花狀混相二氧化鈦(TiO2(A)/TiO2(B)/C)。理論計算和實驗結(jié)果證明了 TiO2(A)和TiO2(B)之間的兩相界面可以為可逆的鈉離子存儲提供額外的活性位點,并有效地減小鈉離子的擴散勢壘,促進電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)。在10 C的電流密度下,TiO2(A)/TiO2(B)/C循環(huán)6000圈以后具有120 mA hg-1的可逆容量,而且在循環(huán)1200圈以后仍可以觀察到由超薄納米片組成...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 鈉離子電池簡介
        1.1.1 引言
        1.1.2 鈉離子電池工作原理
        1.1.3 鈉離子電池常見正極材料
        1.1.4 鈉離子電池常見負極材料
    1.2 二氧化鈦作為鈉離子電池負極材料研究進展
    1.3 鈉金屬作為鈉離子電池負極材料研究進展
    1.4 本論文選題背景和主要研究內(nèi)容
    1.5 參考文獻
第2章 花狀A(yù)natase/Bronze TiO₂/C的制備及鈉電性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料的制備
        2.2.2 材料的成分和形貌表征
        2.2.3 材料的電化學(xué)測試
        2.2.4 理論計算參數(shù)
    2.3 實驗結(jié)果與討論
        2.3.1 材料的表征結(jié)果分析
        2.3.2 材料的電化學(xué)測試結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
    2.5 參考文獻
第3章 氧摻雜三維碳納米管框架在鈉金屬負極中的應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料的制備
        3.2.2 材料的成分和形貌表征
        3.2.3 材料的電化學(xué)測試
        3.2.4 理論計算參數(shù)
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的表征結(jié)果分析
        3.3.2 材料的電化學(xué)測試及形貌分析
    3.4 本章小結(jié)
    3.5 參考文獻
第4章 氮氧共摻雜三維親鈉碳纖維框架用于無枝晶鈉金屬負極
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料的制備
        4.2.2 材料的成分和形貌表征
        4.2.3 材料的電化學(xué)測試
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的表征結(jié)果分析
        4.3.2 材料的電化學(xué)測試及形貌分析
    4.4 本章小結(jié)
    4.5 參考文獻
論文的創(chuàng)新點與不足之處
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
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本文編號：3910459