發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 23:42

　　隨著各種新儲能設(shè)備的推出以及新一代電網(wǎng)平臺的搭建,探索低能耗、低污染、快速高效的材料生產(chǎn)新方法用以制備高性能、長壽命、環(huán)境友好的新型儲能材料是目前社會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。具有特殊的化學(xué)與物理性質(zhì)的高溫熔鹽在制備新型材料的研究中展現(xiàn)出十分巨大的應(yīng)用潛質(zhì),熔鹽電化學(xué)在過渡金屬氧化物等新型儲能材料的綠色、高效制備過程中的應(yīng)用也越來越受到科研人員的關(guān)注與重視。將固態(tài)金屬氧化物在熔鹽中電解以制備金屬和合金的方法之所以受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的大量關(guān)注,便是因?yàn)榇朔椒芎妮^低,環(huán)境友好,過程簡單和容易控制反應(yīng)條件等特點(diǎn)。本文基于熔鹽電化學(xué)還原固態(tài)金屬氧化物的過程中存在的多種中間價(jià)態(tài),以及氧化物的還原程度易于電化學(xué)調(diào)控的理論分析,探索熔鹽中固態(tài)陰極還原制備新型功能材料的新方法以及它們在儲能領(lǐng)域中的應(yīng)用。本論文以負(fù)極材料為切入點(diǎn),以過渡金屬氧化物為研究對象,采用多種電化學(xué)技術(shù),較為系統(tǒng)地研究了多種固態(tài)金屬氧化物在熔鹽中的電化學(xué)還原過程,探索尺寸、形貌以及材料復(fù)合對材料的電化學(xué)性能影響。主要研究內(nèi)容如下:1、首次在LiCl-LiBr熔鹽中采用電化學(xué)法合成Li-Mo-O化合物并研究其儲鋰性能。通過控制不同... 

【文章來源】：武漢工程大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

儲能系統(tǒng)削峰填谷示意圖

圖 1-2 各類儲能技術(shù)規(guī)模等級和響應(yīng)時(shí)間[4]Figure 1-2. Scale grade and response time of different energy storage technologies..3 電化學(xué)儲能概述.3.1 鉛酸電池鉛酸電池又稱鉛蓄酸電池，由普蘭特（Gaston Plante）于1859年最早規(guī)模化應(yīng)用于可充電的電化學(xué)設(shè)備。鉛酸電池主要是由正極（PbO2），負(fù)極金屬鉛（Pb）以及硫酸溶液（H2SO4）電解液構(gòu)大致分為富液式電池、閥控式電池以及密封免維護(hù)電池等幾種不型。該電池反應(yīng)化學(xué)方程式如下所示，，正負(fù)極在放電后均轉(zhuǎn)化鉛；充電后再度轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸U和鉛，該過程中鉛酸電池工作電2V左右：正極： 蟘 蟘 極： 蟘 蟘 反應(yīng)： 蟘 蟘 蟘

3為固態(tài)電解質(zhì)兼正負(fù)極隔膜，如圖1-3[8,9]。負(fù)極金屬Na在放電過程中會氧化成Na+，經(jīng)電解質(zhì)傳導(dǎo)到正極與硫反應(yīng)，生成多硫化鈉。具體的反應(yīng)方程式如下：負(fù)極反應(yīng): 2Na 2Na++ 2e-(1-7)正極反應(yīng): 2Na++ xS + 2e- Na2Sx(1-8)總反應(yīng)：2Na + xS Na2Sx(1-9)圖 1-3 鈉硫電池Figure 1-3. NaS battery在1967年，鈉硫電池最早是由美國福特公司發(fā)明的。而在2003年日本 NGK 陶瓷公司成功實(shí)現(xiàn)了其實(shí)用化應(yīng)用[10]。鈉硫電池具有長達(dá)10年以上的長循環(huán)壽命以及760Wh/kg理論能量密度和150-230 W/kg的功率密度并且儲能成本極低，因此最開始發(fā)明鈉硫電池的目標(biāo)就是為了能在電動汽車以及大規(guī)模儲能中得到應(yīng)用[8]。但是，鈉硫電池同樣存在安全隱患，由于鈉硫電池是在高溫下運(yùn)行，金屬鈉和硫都極其活潑且硫具有較強(qiáng)的腐蝕性，一旦β-Al2O3陶瓷破裂

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]偏鈦酸高溫固相法制備鋰離子電池負(fù)極材料尖晶石Li4Ti5O12[J]. 馬光強(qiáng).  電子元件與材料. 2016(03)
[2]Progress in electrical energy storage system:A critical review[J]. Thang Ngoc Cong.  Progress in Natural Science. 2009(03)



本文編號：3611339