鈦基鈉離子電池負極材料的合成與表征.pdf

1、得益于較高的能量密度和轉(zhuǎn)化效率，鋰離子電池已經(jīng)被廣泛地應用于便攜式電子設備和電動交通工具中。近年來，可再生清潔能源的迅猛發(fā)展，推動了儲能技術的革新。與鋰離子電池相比，鈉離子電池能量密度略低，但由于其擁有更豐富的資源儲量和更低的成本，成為了當下儲能技術領域研究的熱點。若實現(xiàn)循環(huán)壽命的突破，它將成為新一代儲能電池的有力競爭者。在鈉離子電池負極體系中，鈦基鈉離子電池負極材料多為嵌入式反應機理，擁有結構穩(wěn)定、體積變化較小、種類繁多等優(yōu)勢，但此類

2、材料通常本征電導率較低，循環(huán)和倍率性能仍有待提高。本論文重點圍繞鈦基鈉離子電池負極材料中的Na2Ti3O7和P2型Na0.66[Li0.22Ti0.78]O2進行了制備與改性的研究。
　　第一章首先介紹了鈉離子電池的發(fā)展歷程、工作原理和關鍵組成部分。另外，還對鈉離子電池的正負極材料進行了詳細的介紹。重點介紹了幾類脫嵌反應機理的正負極材料，并結合其發(fā)展近況論述了本文的研究背景與選題思路。
　　第二章介紹了本論文中所使用的試劑材

3、料以及儀器設備，并詳細說明了鋰/鈉鋰離子電池的組裝方法及電化學性能測試。
　　第三章采用一種簡單的濕化學工藝路線，成功地制備出了鈦基鈉離子電池負極材料:原位碳網(wǎng)絡復合的Na2Ti3O7。與傳統(tǒng)的水熱法和固相反應法相比，該方法條件更加溫和，并能充分利用原料鈦酸四丁酯中的有機官能團，無需添加額外的碳源，即可在材料表面獲得均勻的原位碳網(wǎng)絡。原位碳網(wǎng)絡的存在，顯著提高了材料的循環(huán)和倍率性能。
　　第四章采用第三章的方法，成功地制備出

4、了另一種鈦基鈉離子電池負極材料:原位碳網(wǎng)絡復合的Na0.66[Li0.22Ti0.78]O2。通過優(yōu)化通氣速率與煅燒溫度，解決了由于管式爐在高溫下漏氣而導致產(chǎn)物無法殘?zhí)嫉膯栴}，成功在材料表面獲得了原位碳網(wǎng)絡。此外，本章還對該材料首次放電容量的構成進行了分析。最后，為了進一步提高材料電子導電性，我們對材料開展了碳包覆以及與碳納米管的復合探索，發(fā)現(xiàn)改性后樣品在首次庫倫效率維持不變，但其倍率性能顯著提高，各倍率下比容量均提高了10 mAh g