聚陰離子型鈦基電極材料具有穩(wěn)定的晶體框架、靈活的充放電平臺、循環(huán)性能較好等優(yōu)點,它將是一類極具潛力的鋰/鈉離子電池電極材料。這類材料的固有缺陷是其電子電導(dǎo)率較低,限制了在大型設(shè)備中的廣泛應(yīng)用。其中比較有代表的兩種材料是磷酸鈦鋰和磷酸鈦鈉材料。本論文主要通過碳包覆和設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的手段來提高材料的電子電導(dǎo)率,從而改善材料的電化學(xué)性能。第一,利用一步溶劑熱法成功合成了碳包覆磷酸鈦鋰（LiTi2（P04）3/C）復(fù)合材料,利用鈦酸丁酯同時作為碳源和鈦源。探究了多孔結(jié)構(gòu)和碳包覆對磷酸鈦鋰材料的影響。對材料進(jìn)行了一系列的物理表征和電化學(xué)性能測試后,結(jié)果表明在豐富的孔隙和超薄的碳層協(xié)同作用下,鋰離子的遷移速率和電子電導(dǎo)率得到了顯著提高。多孔結(jié)構(gòu)有利于電解液的滲透,提高鋰離子的遷移速率。因此,盡管復(fù)合材料中碳含量僅有0.495 wt.%,但LTP/C材料依然顯示了杰出的循環(huán)性能和倍率性能。在0.5 C、1C、2 C、5 C倍率下,它的首次放電比容量依次高達(dá)110.2、103.8、101.2和96.9 mAh g-1。即使在20 C大倍率下,其放電比容量依然有84.4 mAh g-1。此外,在10 C大... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２不同電池性能比較圖［ｕ］??盡管鋰離子電池具有上述優(yōu)點，但它自身仍存在許多缺陷，還有待改善

?湘潭大學(xué)碩士論文材料（ＮａＭ０２）中脫出，經(jīng)由電解液嵌入到負(fù)極材料（硬碳）中，而電子則作為電荷經(jīng)外電路傳輸?shù)截?fù)極。放電時，Ｎａ＋從負(fù)極材料中脫出，在電解液的作又嵌入到正極材料中，電子則再次經(jīng)外電路傳輸回到正極，這就是鈉離子電一次充放電過程。??

Ｎａ＋嵌入脫出過程中材料結(jié)構(gòu)不會發(fā)生坍塌；（２）較高的電子電導(dǎo)率、離子遷移??速率和比容量；（３）穩(wěn)定的充放電平臺，使其輸出電壓穩(wěn)定；（４）價格低廉且儲??量豐富；（５）制備流程簡單且安全。圖１．４所示為幾種常見的且適用于鈉離子電??池的電極材料，還有與之相對應(yīng)的電壓及比容量。其中主要有過渡金屬氧化物、??聚陰離子型化合物以及ＮＡＳＩＣＯＮ型化合物等。這幾種電極材料都具有平穩(wěn)的充??放電平臺、較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以及良好的儲鈉性能。??（ｂ）??Ｎ＿‘Ｆ?Ｎ一，：．，。：?４５??４Ｖ?Ｎａ＾ＣｏＯ，?４０?＼?ｆ?Ｒ??Ｈ、一：ｉ』參、。；：：?．１??Ｉ?）?｜?｜?看?ｔ?■■■■??＜２?１ＮａＴｉ；（Ｐ０４）３?丨?Ｐ．Ｏ－?ｋ?“ｕ農(nóng)，．．溆＾?ｉ??１、，』?．１??：：Ｌ??：：Ｌ?？?．．．．．Ｌｔ?＾??５０?１００?１Ｓ０?７００?？＆０?３００?１００?１５０?７００?６００?ＢＯＯ??Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｎｉＡｈ?ｇ?＇）?Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?ｇ?ｌ）??圖１．４鈉離子電池常見的電極材料的電壓（相對金屬鈉）和比容量圖［１９］??１．４聚陰離子型化合物發(fā)展概況??正極材料是鋰／鈉離子電池不可或缺的一部分，它需要滿足以下幾個特點：??（１）氧化還原電位高，輸出電壓高；（２）電＋電導(dǎo)率高，比容量高；（３）離子擴(kuò)散??速度快；（４）充放屯過程中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子之外:鈉和鎂離子電池的電極材料（英文）[J]. Robert C.Massé,Evan Uchaker,曹國忠.  Science China Materials. 2015(09)
[2]鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰研究進(jìn)展[J]. 萬洋,鄭蕎佶,賃敦敏.  化學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[3]鈉電池的研究與開發(fā)現(xiàn)狀[J]. 胡英瑛,溫兆銀,芮琨,吳相偉.  儲能科學(xué)與技術(shù). 2013(02)
[4]LiTi2（PO4）3/C復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能[J]. 袁錚,崔永麗,沈明芳,強穎懷,莊全超.  物理化學(xué)學(xué)報. 2012(05)
[5]聚陰離子型鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展[J]. 施志聰,楊勇.  化學(xué)進(jìn)展. 2005(04)

碩士論文
[1]TiO2復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 陳曉瑩.湘潭大學(xué) 2017
[2]NASICON型磷酸鈦鹽的制備及儲鋰/鈉性能研究[D]. 黃志峰.湘潭大學(xué) 2016



本文編號：2981934