隨著全球化石燃料的逐步消耗和人類對能量需求的日益增長,開發(fā)清潔的能量存儲體系顯得尤為重要。鋰離子電池,作為一種高效的儲能體系,目前已被成功商業(yè)化應用在小型便攜式的電子設備上。但是,鋰離子電池在能量/功率密度方面難以滿足大型設備的要求,因此,開發(fā)新型的高容量的電極材料是解決上述問題的關鍵。目前,商業(yè)化石墨負極材料比容量低,探尋高容量的負極材料尤為重要。鋰在地殼中儲量有限等問題也是限制鋰離子電池大規(guī)模應用的障礙,除鋰離子電池外,鈉離子電池同鋰離子電池具有相似反應機理,鈉在地殼中儲量遠高于鋰,而且對環(huán)境友好,因此鈉離子電池具有非常大的應用潛力,但是鋰離子電池體系適用的負極材料部分難以直接應用于鈉離子電池方面,因此開發(fā)高容量的鈉電負極材料非常重要。鋰電負極方面,轉換機制和合金機制的材料均具有較高的比容量,被認為具有很大的應用潛力,尤其是鎳基、錫基等氧化物材料。如NiO理論比容量718 mAh g-1 SnO2理論比容量774mAhg-1,鎳和錫具有在地殼中儲量相對較高和對環(huán)境友好等優(yōu)點,但是鎳基、錫基氧化物材料導電性較差且反應過程存在體積膨脹問題,如錫基材料合金-脫合金過程中體積膨脹率高達35...

【文章頁數】：179 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２．?（ａ）微米級Ｓｉ顆粒和（ｂ）經研磨之后的Ｓｉ的ＳＥＭ圖，（ｃ）碳包覆的納??米Ｓｉ的ＨＲＴＥＭ圖，（ｅ）?Ｓｉ／Ｃ產品的光學照片，Ｓｉ／Ｃ復合材料的（ｆ，?ｇ）?ＳＥＭ??圖，（ｈ）橫截面ＳＥＭ圖和（ｍ）電化學性能＿

?通過結合便捷和低成本的砂磨、球磨和噴霧干燥幾種工藝，合成了新型的Ｓｉ／Ｃ??復合微球１４６］，如圖１－２所示。Ｓｉ／Ｃ微球復合材料由于具有三維導電網絡以及較大??的振實密度，其在高面載量（８．５?ｍｇ?ｃｍ＿２）情況下，仍然保持優(yōu)異的電化學性能，??而且Ｓｉ／Ｃ－ＬｉＮｉａ５Ｃ....

圖１－３．鈉離子電池工作原理示意圖［５６］

充電時，Ｎａ＋從正極材料中脫出，經電解液和隔膜嵌入負極材料中，??此時，電子由正極轉移至負極，實現充電；相反的過程，實現放電［５６】，上述過??程如圖１－３所示。??Ｃｈａｒｇｅ??—［．？?．．．．．．命??？??＇２＊２＾?｜?”??ｅ．Ｊｋ?＾?ｅ．??Ａｌ?Ｃａｔｈｏｄｅ....

圖１－５．?Ｓｎ－Ｎ摻雜碳微米籠⑷示意圖，（ｂ，?ｃ）?ＳＥＭ，（ｄ）?１?Ａｇ＿１下循環(huán)性能［９９］

而且還可以防止納米顆粒的聚集，從而保持材料結構的穩(wěn)定［９８］。如Ｃｈｅｎ??等人通過噴霧干燥結合熱處理的方法合成了?Ｓｎ－Ｎ摻雜的Ｃ微米籠復合材料作為??鈉電負極［９９１如圖１－５所示，良好的電化學性能主要歸因于Ｓｎ／Ｎ－摻雜的碳微米??籠結構，合成過程中ＮａＣ．ｌ的使用及后續(xù)的....

圖１－６．?（ａ－ｃ）和（ｂ－ｆ）分別為ｃ－Ｓｂ／Ｃ和ａ－Ｓｂ／Ｃ復合材料的ＳＥＭ和ＨＲＴＥＭ照片，??

ｇ—１，如圖１－６所示；Ｗａｎｇ課題組合成了紅磷／單壁碳納米管（ＳＷＣＮＴ）復合材??料［１（）１］，作者通過改性的蒸發(fā)－凝聚的方法將紅磷均勻的分布于相互纏繞的??ＳＷＣＮＴ之間，由于非破壞性的工藝，使得高導電性和高機械強度的ＳＷＣＮＴ網??絡得到相對完整地保留，提高了復合材料的....

本文編號：3940238