束狀碳包覆磷酸釩鉀納米線的構(gòu)筑、儲(chǔ)鈉性能與機(jī)制.pdf

1、隨著化石能源的緊缺和環(huán)境問題的日益突出，開發(fā)清潔能源對(duì)當(dāng)今社會(huì)和工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，而清潔能源的存儲(chǔ)和應(yīng)用與輕便式儲(chǔ)能器件、動(dòng)力型儲(chǔ)能裝置及大規(guī)模儲(chǔ)能體系的開發(fā)密切相關(guān)。在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域中，對(duì)鈉離子電池的研究隨著鋰離子電池應(yīng)用瓶頸的出現(xiàn)而逐漸興起。鈉資源儲(chǔ)量豐富及其成本低廉是鈉離子電池被廣泛研究的主要原因之一，正極材料是決定鈉離子電池是否具有優(yōu)越電化學(xué)性能的關(guān)鍵。磷酸釩鹽化合物由于其氧化還原電位高、熱穩(wěn)定性高和成本低等特點(diǎn)，作為正極

2、材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域被廣泛研究，如Li3V2(PO4)3和Na3V2(PO4)3。此外，多種含鉀化合物（如K0.27MnO2、K0.7V6O15和KVPO4F等）作為電池正極材料已被報(bào)道。然而一種新型的含鉀磷酸釩鹽鈉離子電池正極材料，K3V2(PO4)3，還未見報(bào)道。
　　本論文采用簡(jiǎn)單的有機(jī)酸輔助干燥法成功構(gòu)筑了束狀碳包覆 K3V2(PO4)3納米材料，通過調(diào)控有機(jī)酸的量、還原時(shí)間和燒結(jié)溫度等參數(shù)成功得到束狀碳包覆K3V2(PO4)3

3、納米線材料。采用多種測(cè)試手段表征了束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線材料的形成機(jī)理、理化特性及其儲(chǔ)鈉性能與機(jī)制。主要研究成果如下:
　?。?）當(dāng)草酸的量為6.0 g、還原時(shí)間為4 h和燒結(jié)溫度為800℃時(shí)，所得產(chǎn)物是均一的束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線。燒結(jié)溫度對(duì)束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線的儲(chǔ)鈉性能具有較大影響，其中800℃下所得產(chǎn)物，與700和900℃條件下所得到的材料相比，具有較高的初始放電比容量、較好的循環(huán)

4、穩(wěn)定性和更優(yōu)異的倍率性能。
　?。?）與K3V2(PO4)3塊體材料相比，束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線展現(xiàn)出更加優(yōu)異的儲(chǔ)鈉性能。其在100 mA/g的電流密度下的初始容量可達(dá)119.0 mAh/g，在1000和2000 mA/g的電流密度下循環(huán)2000次后的容量保持率分別高達(dá)99.0％和96.0%。而K3V2(PO4)3塊體材料在100 mA/g的電流密度下循環(huán)100次后容量保持率僅為56.2%。
　?。?）In/e