柔性钠离子电池负极材料制备及电池热安全性能优化研究
发布时间：2022-04-23 17:26
柔性电池为新型柔性电子设备的诞生和发展提供了重要的技术支撑,同时也触发了新形态电子设备的产生,使人们的日常工作和生活进入了全新的数字时代。如可折叠、可卷曲、柔性显示器改变了现有图片和影视的呈现形式,使手机、电视等消费电子产品的形态更新颖、轻便。柔性钠离子电池具有成本低廉、原料储量丰富、与柔性锂离子电池相近的反应电势和较宽的工作温度等特点,已成为了目前柔性储能领域研究的热点,有望在柔性电子器件、可植入式医疗设备等领域得到广泛应用。然而,钠离子半径比锂离子半径大,在电池充放电过程中其离子迁移速率和化学反应动力均比锂离子弱,并且在充放电过程中钠离子电池负极材料的体积变化巨大容易导致电极粉化。所以目前柔性钠离子电池的倍率性能（快速充放电性能）和长循环寿命与传统锂离子电池相比仍有较大差距。此外,柔性电池通常用于与人体密切接触的便携式设备上,如柔性手机、柔性手表、可植入式医疗器件等,一旦柔性钠离子电池发生漏液、热失控、着火等事故则会对人体造成不可估量的危害,因此柔性钠离子电池的安全性要求更高。如何增强柔性钠离子电池负极材料的快速充放电能力（倍率性能）并提高负极材料在大倍率电流下的长循环寿命,同时在...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 电化学储能体系概述
1.3 柔性钠离子电池研究现状
1.3.1 柔性钠离子电池负极材料
1.3.2 钠离子电池热安全性
1.3.3 钠离子电池热安全性能优化
1.4 本论文的研究内容
第二章 实验材料及方法
2.1 引言
2.2 实验试剂
2.3 材料制备仪器
2.4 材料表征仪器
2.5 钠离子电池的组装与电化学性能测试
2.6 电解液的热分解分析
第三章 碳包覆多面体型CoS_2柔性负极材料制备及其储钠性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 碳包覆多面体型CoS_2@碳布复合负极制备思路
3.2.2 碳包覆多面体型CoS_2负极材料制备
3.2.3 柔性负极材料制备
3.2.4 结构表征方法
3.2.5 电化学性能表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品的形貌与物相性质
3.3.2 样品的电化学性能
3.3.3 全电池性能测试
3.4 NCP-CoS_2@CC储钠机理
3.5 本章小结
第四章 双形貌CoS_2/中空碳纤维柔性负极材料制备及其储钠性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 柔性一体化CoS_2/中空碳纳米纤维复合柔性负极制备思路
4.2.2 样品制备
4.2.3 结构表征方法
4.2.4 电化学性能表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品的形貌与物相性质
4.3.2 样品的电化学性能
4.3.3 全电池性能测试
4.4 DM-CoS_2@MCNFs储钠机理
4.5 本章小结
第五章 CoS_2柔性复合负极对电解液热分解作用研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 钠离子电池醚类电解液的制备
5.2.2 同步辐射真空极紫外光电离质谱-SVUV-PIMS
5.2.3 DEGDME分子解离能第一性原理计算方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 电解液/负极材料混合物的热稳定性
5.3.2 电解液溶剂/负极材料混合物的热分解机理
5.4 本章小结
第六章 钠离子电池电解液安全性优化研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 样品制备
6.2.2 结构表征方法
6.2.3 电化学性能表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 高盐浓度电解液理化特性
6.3.2 高盐浓度电解液基钠离子电池电化学性能
6.3.3 高盐浓度电解液/DM-CoS_2@MCNF电极界面层研究
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 本文创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及取得的其他成果
期刊论文
国际会议
专利
【参考文献】：
博士论文
[1]若干光电离质谱新技术的发展与应用[D]. 贾良元.中国科学技术大学 2013
本文编号：3647645
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 电化学储能体系概述
1.3 柔性钠离子电池研究现状
1.3.1 柔性钠离子电池负极材料
1.3.2 钠离子电池热安全性
1.3.3 钠离子电池热安全性能优化
1.4 本论文的研究内容
第二章 实验材料及方法
2.1 引言
2.2 实验试剂
2.3 材料制备仪器
2.4 材料表征仪器
2.5 钠离子电池的组装与电化学性能测试
2.6 电解液的热分解分析
第三章 碳包覆多面体型CoS_2柔性负极材料制备及其储钠性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 碳包覆多面体型CoS_2@碳布复合负极制备思路
3.2.2 碳包覆多面体型CoS_2负极材料制备
3.2.3 柔性负极材料制备
3.2.4 结构表征方法
3.2.5 电化学性能表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品的形貌与物相性质
3.3.2 样品的电化学性能
3.3.3 全电池性能测试
3.4 NCP-CoS_2@CC储钠机理
3.5 本章小结
第四章 双形貌CoS_2/中空碳纤维柔性负极材料制备及其储钠性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 柔性一体化CoS_2/中空碳纳米纤维复合柔性负极制备思路
4.2.2 样品制备
4.2.3 结构表征方法
4.2.4 电化学性能表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品的形貌与物相性质
4.3.2 样品的电化学性能
4.3.3 全电池性能测试
4.4 DM-CoS_2@MCNFs储钠机理
4.5 本章小结
第五章 CoS_2柔性复合负极对电解液热分解作用研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 钠离子电池醚类电解液的制备
5.2.2 同步辐射真空极紫外光电离质谱-SVUV-PIMS
5.2.3 DEGDME分子解离能第一性原理计算方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 电解液/负极材料混合物的热稳定性
5.3.2 电解液溶剂/负极材料混合物的热分解机理
5.4 本章小结
第六章 钠离子电池电解液安全性优化研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 样品制备
6.2.2 结构表征方法
6.2.3 电化学性能表征方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 高盐浓度电解液理化特性
6.3.2 高盐浓度电解液基钠离子电池电化学性能
6.3.3 高盐浓度电解液/DM-CoS_2@MCNF电极界面层研究
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 本文创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及取得的其他成果
期刊论文
国际会议
专利
【参考文献】：
博士论文
[1]若干光电离质谱新技术的发展与应用[D]. 贾良元.中国科学技术大学 2013
本文编号：3647645
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3647645.html