發(fā)布時間：2021-05-15 10:45

　　鈉離子電池由于其電化學儲能機理與鋰離子電池類似,并且地殼中鈉資源儲量豐富,成本較低,因此被認為是未來大規(guī)模儲能系統(tǒng)的最佳候選者之一。但是,鈉離子電池仍面臨著許多挑戰(zhàn),例如能量密度和功率密度較低、循環(huán)壽命較短以及低溫性能較差等,嚴重阻礙了鈉離子電池的實際應用。因此,開發(fā)高性能的鈉離子電池電極材料至關重要。在所有鈉離子電池正極材料中,鈉超離子導體（NASICON）結(jié)構(gòu)的聚陰離子型磷酸鹽材料,由于其晶體結(jié)構(gòu)是由PO₄四面體和MO₆八面體（M為不同價態(tài)的過渡金屬）連接而形成的3D框架,而使得鈉離子擴散較快,并且該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性高,所以引起了研究者的廣泛關注。其中,Na₃V₂（PO₄）₃（NVP）作為典型的NASICON正極材料,由于其晶體結(jié)構(gòu)具有3D擴散通道有利于Na⁺的快速遷移,而得到廣泛的研究。雖然NVP作為鈉離子電池正極材料具有許多優(yōu)點,但是它的電子電導率較差,阻礙了電化學性能的發(fā)揮,并且它的工作電壓較低（3.3-3.4 V）,其能量... 

【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池簡介
    1.3 鈉離子電池正極材料研究進展
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)氧化物
        1.3.2 隧道結(jié)構(gòu)氧化物
        1.3.3 聚陰離子型化合物
        1.3.4 其他種類的正極材料
    1.4 本論文的選題背景和研究內(nèi)容
第二章 實驗儀器及材料表征方法
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗儀器
    2.3 材料表征
    2.4 電池組裝與測試
        2.4.1 電池的組裝
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 恒流充放電測試
        2.4.4 交流阻抗測試
        2.4.5 恒電流間歇滴定法
第三章 雙碳復合的磷酸釩鈉正極材料的設計制備和電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 GO和rGO的制備
        3.2.2 NVP納米復合物的制備
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 電化學表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 NVP前驅(qū)體的熱穩(wěn)定性分析
        3.3.2 NVP納米復合物的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.3.3 NVP納米復合物的電化學性能研究
        3.3.4 NVP納米復合物的動力學性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Na_3V_2(PO_4)_3 陰離子位調(diào)控-Na_3V_2(PO_4)_2O_2F的制備與性能研究
    4.1 引言
    4.2 Na_3V_2(PO_4)_2O_2F的制備及結(jié)構(gòu)與形貌分析
        4.2.1 NVPOF-NTP的制備
        4.2.2 NVPOF-NTP的結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 NVPOF-NTP的形貌表征
    4.3 Na_3V_2(PO_4)_2O_2F正極材料的性能研究
        4.3.1 實驗部分
        4.3.2 NVPOF-NTP材料在Na~+脫嵌過程中的結(jié)構(gòu)演變
        4.3.3 NVPOF-NTP材料的動力學性能研究
        4.3.4 NVPF-NTP材料的電化學性能研究
        4.3.5 NVPF-NTP材料的全電池性能研究
        4.3.6 NVPF-NTP的性能與文獻對比
    4.4 新型Li~+/Na~+混合全電池的性能研究
        4.4.1 MCMB//NVPOF混合離子電池的裝配
        4.4.2 負極材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.4.3 正負極材料的半電池性能研究
        4.4.4 MCMB//NVPOF全電池性能研究
        4.4.5 NVPOF材料在鋰離子電解液中Na~+/Li~+的脫嵌過程
    4.5 準固態(tài)鈉離子全電池的性能研究
        4.5.1 凝膠態(tài)電解質(zhì)的制備及結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.5.2 負極材料的制備及結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.5.3 正負極材料在凝膠態(tài)電解質(zhì)中的半電池性能研究
        4.5.4 CC//NVPOF準固態(tài)鈉離子全電池的性能研究
    4.6 本章小結(jié)
第五章 Na_3V_2(PO_4)_3 過渡金屬離子位調(diào)控-Na_4Mn V(PO_4)_3 的制備與性能研究
    5.1 引言
    5.2 Na_4MnV(PO_4)_3/C的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Na_4MnV(PO_4)_3/C的結(jié)構(gòu)與形貌表征
        5.3.2 Na_4MnV(PO_4)_3/C的電化學性能研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間公開發(fā)表論文及著作情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鈉離子電池錳酸鈉系正極材料的研究進展[J]. 馬小玲,譚宏斌.  電源技術(shù). 2019(03)
[2]溶膠-凝膠法制備Mn摻雜Na3V2（PO4）2F3正極材料及其電化學性能研究[J]. 胡勇,廖桂祥,張曉萍,劉潔群,伍凌,鐘勝奎.  功能材料. 2018(07)
[3]磷鐵鈉礦型NaFePO4/C正極的制備及儲鈉性能[J]. 李棟棟,侯宏英,姚遠,廖啟書,代志鵬,余成義.  硅酸鹽通報. 2018(07)
[4]Na3V2（PO4）3/C復合材料的制備及電化學性能研究[J]. 阮艷莉,鄭斌,王坤,劉萍.  功能材料. 2016(11)
[5]鈉離子電池工作原理及關鍵電極材料研究進展[J]. 郭晉芝,萬放,吳興隆,張景萍.  分子科學學報. 2016(04)
[6]鈉離子電池:儲能電池的一種新選擇[J]. 李慧,吳川,吳鋒,白瑩.  化學學報. 2014(01)



本文編號：3187497