鋰離子電池已經在便攜式電子產品和電動汽車中廣泛應用,并且有強烈的趨勢向未來的大規(guī)模儲能等領域發(fā)展。然而,鋰資源的相對匱乏和分布不均勻是日益突出的問題,因此,越來越多人將目光投向化學性質與鋰相似但儲量豐富的鈉、鉀元素。為了發(fā)展高性能的鉀離子電池,電極材料的開發(fā)變得至關重要。層狀過渡金屬氧化物因其具有高比容量、高能量密度和高離子電導率等優(yōu)勢,在鋰離子電池中備受關注。然而,在特定的尺寸的宿主晶格中離子半徑較大的鉀離子的電子云之間距離較近,具有較大的靜電排斥力,使得鉀離子難以嵌入層狀結構中,相應的電壓和比容量都明顯下降。因此,對鉀離子電池層狀正極材料進行合理的結構設計是必要的。本論文主要圍繞如何降低K+相互之間的靜電排斥力而對層狀結構進行設計,包括引入聚陰離子基團和層間支柱材料兩部分。此外,我們針對層狀材料容易被剝離的特性設計了一系列特殊形貌的樣品,也實現了對材料的原位碳包覆和碳納米管復合。第一章首先介紹了鉀離子電池的工作原理和主要特點。其次,對現有典型的鉀離子電池正負極材料和電解液的研究進展進行了綜述。最后,簡單介紹了層狀材料在鉀離子電池中的發(fā)展現狀和改性方式。第二章詳細介紹了實驗中用到的藥...

【文章頁數】：188 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１鋰、鈉和鉀的性質比較：（ａ）對應離子電池的能量密度；（ｂ）元素在地殼中的豐??度；（ｃ）溶劑化的離子半徑［４］??近幾年來，與鋰、鈉同族的鉀離子電池也開始逐漸進入人們的視線

關聯(lián)的環(huán)境污染問題日益突出，清潔、可再生的新能源是研宄發(fā)展的熱點。近年??來，以太陽能、風能為代表的新能源發(fā)電技術迅速發(fā)展。然而，他們易受時節(jié)和??天氣陰晴變化的影響，導致輸出電壓（或電流）不穩(wěn)定。如果將其直接并入電網??中時，容易造成電網損傷。發(fā)展大規(guī)模儲能系統(tǒng)，將不穩(wěn)定的電流....

圖１．２鉀離子電池工作原理圖［８］??

?第一章緒論???Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?—＞?ｅ＊?＼Ｊ??ｅ?＜?Ｃｈａｒｇｅ??Ｃｈａｒｇｅ＾??Ｋ〇?５Ｍｎ〇２?＾?８ｘＣ?＜？？？＿＞？一Ｋｑ?ａ＾ＫＣｑ???Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ???／?ＳＥＩ?Ｓｅｐａｒａｔｏｒ?ＣＥＩ??ｍｓ?ｔｏ??｜＜＞＜？?？ｉｓｃｈ—?＾＆豪....

圖１．３三種層狀晶體結構示意圖：（ａ）?Ｐ２型；（ｂ）?０３型；（ｃ）?Ｐ３型［９］??

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圖１．５三種磷酸鹽的晶體結構示意圖：（ａ）橄欖石型ＬｉＦｅＰ〇４；?（ｂ）磷鐵鈉礦相??ＮａＦｅＰ０４；?（ｃ）?ＫＦｅＰ０４２６，?２７

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本文編號：4004983