基于静电纺丝构筑锂、钠离子电池负极材料及其电化学性能研究

发布时间：2024-03-30 22:28

　　随着工业化的进步和科学技术的飞速发展,不可再生能源如化石燃料的持续消耗导致严峻的环境污染和能源问题。这些问题迫使人们开发低消耗、无污染且可再生的新型能源,如:风能、太阳能、潮汐能和核能等。新型能源的间歇性对各种储能设备的要求越来越高。其中,锂离子电池具有能量密度高,工作电压高,无记忆效应和环境友好等优点,在便携式电子设备,混合动力汽车,生物医疗以及航空航天等领域都具有广阔的应用前景。然而,由于地壳中锂元素的储量低和开采成本较高,锂离子电池的大规模应用必将导致锂资源的缺乏和价格急剧上涨。相比于锂,钠元素的储量丰富且成本较低,钠离子电池作为一种新型的储能设备吸引了越来越多研究人员的关注。对于锂离子、钠离子电池而言,研究具有高能量密度,高安全性,低成本和柔性结构的负极材料是电池在未来得以发展和应用的关键。静电纺丝技术作为一种可控制备一维纳米材料的方法,其制备的纳米负极材料具有形貌可控且比表面积较大的特点,不仅可以增大电解液和活性物质的接触面积,而且一维结构在电化学反应过程中具有更短的离子和电子的传输路径。本文基于静电纺丝技术,以提高锂离子、钠离子电池负极材料的电化学性能为目的,制备出具有优异...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池发展历史
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
        1.2.3 锂离子电池的负极材料
            1.2.3.1 嵌入型锂离子电池负极材料
            1.2.3.2 转化型锂离子电池负极材料
            1.2.3.3 合金型锂离子电池负极材料
    1.3 钠离子电池概述
        1.3.1 钠离子电池的结构及工作原理
        1.3.2 钠离子电池负极材料
            1.3.2.1 碳基钠离子电池负极材料
            1.3.2.2 锡基钠离子电池负极材料
            1.3.2.3 磷和磷化物钠离子电池负极材料
    1.4 静电纺丝技术和柔性电极材料
        1.4.1 静电纺丝技术
        1.4.2 柔性电极材料
    1.5 本论文的选题意义及研究内容
第二章 一维多相In_1-xZn_xO_y纳米纤维的合成及储锂性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 实验样品的制备
        2.2.4 锂离子电池的组装及电化学性能测试
            2.2.4.1 锂离子电池电极的制备
            2.2.4.2 半电池的组装
            2.2.4.3 电化学性能测试
    2.3 结果和讨论
        2.3.1 In_1-xZn_xO_y纳米纤维的形貌表征
        2.3.2 In₂O₃和In_0.5Zn_0.5O_1.25纳米纤维的微观形貌表征
        2.3.3 In₂O₃和In_0.5Zn_0.5O_1.25纳米纤维的物相结构分析
        2.3.4 In_1-xZn_xO_y纳米纤维的电化学性能研究
    2.4 本章小结
第三章 三维层级结构Sn/NS-CNFs@rGO柔性电极的制备及储钠性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 实验样品的制备
        3.2.4 钠离子电池的组装及电化学性能测试
            3.2.4.1 钠离子电池电极的制备
            3.2.4.2 半电池的组装
            3.2.4.3 电化学性能测试
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 柔性自支撑Sn/NS-CNFs@rGO电极的制备
        3.3.2 Sn/N-CNFs和 Sn/NS-CNFs@rGO的微观形貌表征
        3.3.3 Sn/N-CNFs,Sn/NS-CNFs,Sn/N-CNFs@rGO,Sn/NS-CNFs@rGO的物相结构分析
        3.3.4 Sn/N-CNFs,Sn/NS-CNFs,Sn/N-CNFs@rGO,Sn/NS-CNFs@rGO的电化学性能分析
    3.5 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
获奖情况
致谢



本文编号：3943027