鈉離子電池是一種基于鈉離子可逆脫嵌反應(yīng)的電化學(xué)儲能裝置,具有能量效率高、比能量大、成本低等特點(diǎn),在可再生能源規(guī)�；瘍Υ骖I(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。但是,鈉離子電池的使用壽命還有待提高。本論文通過研究制備高性能的NASICON型釩基磷酸鹽正極材料和鈦基磷酸鹽負(fù)極材料,構(gòu)建長壽命的鈉離子電池。主要包括以下內(nèi)容:①釩基磷酸鹽正極材料的設(shè)計(jì)制備與性能研究:采用溶膠凝膠法制備一系列不同碳含量的Na3V2(PO4)3/C材料,通過XRD、TGA、恒流充放電等技術(shù)研究碳含量材料晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,優(yōu)化出最佳的碳含量;設(shè)計(jì)制備一系列Mn摻雜的Na3+xV2-xMnx(PO4)3/C(0≦×≦1)材料,通過XRD、循環(huán)伏安、GITT、恒流充放電等方法研究Mn摻雜對材料晶體結(jié)構(gòu)、反應(yīng)動力學(xué)和充放電性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),Na3.2V1.8Mn0.2(PO4)3/C在20 mA·g-1和200 mA·g-1條件下的可逆容量分別為106.6 mAh·g-1和91.2 mAh·g-1,循環(huán)200次后容量保持率高達(dá)91.5%。②鈦基磷酸鹽負(fù)極材料的設(shè)計(jì)制備與性能研究:采用溶膠凝膠法制備三種不同組分的鈦基磷酸鹽A...

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 鈉離子電池簡述
    1.3 鈉離子電池正極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 過渡金屬氧化物
        1.3.2 普魯士藍(lán)類化合物
        1.3.3 聚陰離子類化合物
    1.4 鈉離子電池負(fù)極材料研究現(xiàn)狀
        1.4.1 嵌入類負(fù)極材料
        1.4.2 轉(zhuǎn)化類負(fù)極材料
        1.4.3 合金型負(fù)極材料
    1.5 鈉離子電池全電池研究現(xiàn)狀
    1.6 選題的意義與研究內(nèi)容
2 正極材料Na₃V₂(PO₄)₃/C的制備以及電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
        2.2.2 材料的制備
        2.2.3 材料表征
    2.3 電極的制備與電池的組裝
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 電化學(xué)性能測試
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 XRD圖譜與熱重曲線
        2.5.2 充放電性能
        2.5.3 材料的形貌表征
    2.6 本章小結(jié)
3 正極材料Na_3+xV_2-xMn_x(PO₄)₃/C的制備與電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        3.2.2 材料制備
        3.2.3 材料表征方法
        3.2.4 電池組裝
        3.2.5 電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Na_3+xV_2-xMn_x(PO₄)₃/C材料的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 錳摻雜對Na_3+xV_2-xMn_x(PO₄)₃/C材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.3 最優(yōu)組分形貌表征
        3.3.4 動力學(xué)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 負(fù)極材料ATi₂(PO₄)₃/C的制備與電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        4.2.2 材料制備
        4.2.3 材料表征
    4.3 電極的制備與電池的組裝
        4.3.1 電極的制備
        4.3.2 電池的組裝
    4.4 電化學(xué)性能測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 ATi₂(PO₄)₃/C(A=Li,Na,Mg)材料的結(jié)構(gòu)與形貌
        4.5.2 ATi₂(PO₄)₃/C(A=Li,Na,Mg)材料電化學(xué)性質(zhì)
        4.5.3 ATi₂(PO₄)₃/C(A=Li,Na,Mg)材料的充放電性能
        4.5.4 ATi₂(PO₄)₃/C(A=Li,Na,Mg)材料的反應(yīng)動力學(xué)
    4.6 本章小結(jié)
5 鈉離子電池的組裝與性能測試
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)過程
        5.2.1 極片制備
        5.2.2 電池組裝
        5.2.3 電化學(xué)測試
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3764903