导读:本文包含了聚阴离子型正极材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钠离子电池,正极材料,Na_3V_2(PO_4)_3,双碳复合
聚阴离子型正极材料论文文献综述
郭晋芝[1]（2019）在《高性能聚阴离子型钒基钠电正极材料的设计制备与性能研究》一文中研究指出钠离子电池由于其电化学储能机理与锂离子电池类似,并且地壳中钠资源储量丰富,成本较低,因此被认为是未来大规模储能系统的最佳候选者之一。但是,钠离子电池仍面临着许多挑战,例如能量密度和功率密度较低、循环寿命较短以及低温性能较差等,严重阻碍了钠离子电池的实际应用。因此,开发高性能的钠离子电池电极材料至关重要。在所有钠离子电池正极材料中,钠超离子导体(NASICON)结构的聚阴离子型磷酸盐材料,由于其晶体结构是由PO_4四面体和MO_6八面体(M为不同价态的过渡金属)连接而形成的3D框架,而使得钠离子扩散较快,并且该结构稳定、安全性高,所以引起了研究者的广泛关注。其中,Na_3V_2(PO_4)_3(NVP)作为典型的NASICON正极材料,由于其晶体结构具有3D扩散通道有利于Na~+的快速迁移,而得到广泛的研究。虽然NVP作为钠离子电池正极材料具有许多优点,但是它的电子电导率较差,阻碍了电化学性能的发挥,并且它的工作电压较低(3.3-3.4 V),其能量密度约为394 Wh kg~(-1),远低于商业的锂离子电池正极材料(例如,LiFePO_4正极材料的能量密度约为500-530 Wh kg~(-1))。基于此,本论文主要通过双碳复合来提高NVP材料的电子电导率,从而提高其电化学性能;并通过对NVP阴离子位和过渡金属离子位的调控来提高材料的工作电压,从而提高材料的能量密度。具体研究内容包括以下几个方面:(1)通过合理的结构设计制备出双碳复合的NVP纳米复合材料Na_3V_2(PO_4)_3/C/rGO(NVP/C/rGO)。在该制备过程中采用常见的络合剂EDTA二钠作为钠源和氮掺杂的碳源并引入高导电性的rGO作为导电网络。将制备得到的NVP/C/rGO作为钠离子电池正极材料时,该材料表现出优异的电化学性能。优异的电化学性能主要归因于双碳复合结构设计的优点,使得材料的电子电导率增大、离子和电子扩散路径变短,材料结构更加稳定。采用EDTA二钠作为原材料和双碳复合的设计思路也可以被用来发展其他高性能的二次电池的正负极材料。(2)通过对NVP材料的阴离子位进行调控,将高电负性的F~-引入NVP后形成Na_3V_2(PO_4)_2O_2F(NVPOF),由于部分V-O键被V-F键取代,使得材料在Na~+脱嵌过程中具有更高的氧化还原电位,从而提高了材料的工作电压和能量密度。通过简单的水热法合成了纳米四棱柱状的NVPOF,并将该材料应用于各种电池体系中,对其电化学性能、动力学特性以及反应机理进行了研究,结果表明,该材料在各个体系中都表现出优异的性能,拓宽了其应用范围。首先,研究了NVPOF的钠电性能,作为钠离子电池正极材料时,比容量可达127.8 mA h g~(-1),平均电压为3.8 V,能量密度可达485 Wh kg~(-1),并对其动力学性能和反应机理进行了深入研究,最后与Sb基负极匹配组装了全电池那点,验证了该材料作为钠离子电池正极材料的实用性;其次,将NVPOF应用于锂离子电池中,与商业石墨MCMB负极匹配,设计组装了MCMB//NVPOF混合锂/钠离子全电池;最后,将NVPOF应用于准固态钠离子全电池中,与高温煅烧商业棉布得到的硬碳负极材料匹配,在P(VDF-HFP)凝胶电解质中组装准固态钠离子全电池。通过将强电负性的F~-引入NVP中,形成具有高电压、高能量密度的NVPOF材料,可以应用于各种电池体系,为该材料的实用化奠定了基础,同时阴离子位调控的设计,也可以为高能量密度的二次电池正极体系提供有效的思路。(3)通过对NVP的过渡金属离子位进行调控,用Mn~(2+)取代Na_3V_2(PO_4)_3中的V~(3+)形成Na_4MnV(PO_4)_3,由于引入高的氧化还原电对Mn~(3+)/Mn~(2+),故提升了材料的工作电压。采用简单的溶胶-凝胶法合成了Na_4MnV(PO_4)_3/C纳米复合材料,该材料作为钠离子电池正极材料时表现出优异的电化学性能。过渡金属离子位调控的策略为开发高电压正极材料提供了思路,也为研究NASICON结构双过渡金属磷酸盐钠离子电池正极材料奠定了基础。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
吴朗源[2]（2019）在《钠离子电池聚阴离子型正极材料的设计制备及器件构造》一文中研究指出钠基二次电池作为未来替代锂离子电池的储能器件,拥有很高的潜在商业化价值。以聚阴离子型正极材料为基础发展的钠离子电池在未来可以在低速电动汽车行业、规模储能领域发挥积极作用。然而,其电子导电性较差导致电化学性能不佳,限制了其应用。本文从减小颗粒尺寸、将聚阴离子化合物与碳基/非碳材料复合等思路出发,通过对聚阴离子材料的改性制备,以提高材料的导电性,改善其倍率性能。主要研究内容如下:(1)以叁嵌段共聚物F127作为形貌导向剂,采用溶胶-凝胶法合成了由Na_3V_2(PO_4)_3/C纳米片组装而成的叁维花状结构,碳包覆的纳米单片结构保证了电解液与材料表面的充分接触,提升材料的电子导电率,表现出优异的电化学性能。在0.1 C下首圈放电比容量达到108 mA h g~(-1),库仑效率高达99%,在30 C仍保持50 mA h g~(-1)的比容量。同时还对电极材料在EC:PC和PC两种电解液体系下的循环性能进行了测试,经过对比发现,在PC电解液体系下,添加了EC共溶剂后的混合电解液,电极材料表现出优异的循环性能,在5 C电流密度下,循环1000次后容量保持率仍高达99%。(2)室温下合成制备了Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT核壳结构的纳米棒正极材料,导电聚合物PEDOT包覆层使Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT电极表现出优异的倍率性能和超长的循环稳定性。0.1 C下首圈放电比容量达到120 mA h g~(-1),20 C仍保持51 mA h g~(-1)的比容量。在5 C下,经过8000次超长循环后,容量保持率高达83.8%。并且发现在钠离子正极材料半电池体系中加入FEC电解液添加剂后,虽然降低了首次不可逆容量损失,提高了库仑效率,但是会在放电过程中引起极化。此外,我们以Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT为正极,匹配花生壳碳负极,组装了高性能的“摇椅式”钠离子电容器,与传统钠离子电容器相比,Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT//PSC表现出优异的电化学性能,最大能量密度高达158 W h kg~(-1),即使在7000 W kg~(-1)的高功率密度下,能量密度仍有25 W h kg~(-1)。在1 A g~(-1)的电流密度下,经过1000次循环后容量保持率为85.1%。(3)通过溶剂热法一步制备了Na_3V_2O_2(PO_4)_2F纳米颗粒正极材料,通过减小颗粒尺寸,显着提高了材料的电化学性能。在0.1 C下首圈放电比容量达到112 mA h g~(-1),库仑效率为84.8%,在20 C下容量仍保持29 mA h g~(-1),在5 C电流密度下,经过600次的循环后容量保持率高达99.7%。并且通过CV,GITT和EIS叁种方法对材料的扩散系数分别进行了测试。GITT和EIS技术测试了不同SOCs状态下的扩散系数,发现在该材料的两个充放电平台中,其扩散系数在每个充放电平台的中间状态是最小的。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
王惠峰[3]（2018）在《聚阴离子型钼酸盐正极材料的研究》一文中研究指出锂离子电池是目前作为新能源汽车、储能系统和便携式数码产品电源的最理想的选择,但是锂资源短缺,导致锂离子电池在应用过程中受到限制。因此与其相似的钠离子电池因钠资源的丰富,而开始大规模的研究。聚阴离子型电极材料有高结构稳定性和丰富的多样性、工作电位较高、高安全性等优点,适合作为钠离子电池正极材料。聚阴离子钼酸盐是一种研究较少的正极材料,其对聚阴离子型材料提供一个新的研究方向。本文对材料制备优化并对其改性,同时探究材料的吸湿性。研究Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3的最佳制备时间和适合的制备方法。首先采用固相法成功制备出Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3并对制备时间进行优化,从XRD和SEM的结果可知煅烧0.5 h的材料制备了该物质且颗粒最小,其首次放电比容量达到53.41 mAh g~(-1),为所有材料中最高,以0.1 C循环20圈后容量保持率为45.61%,表明煅烧0.5 h是最佳的制备时间。对比固相法和溶胶凝胶法的XRD和SEM结果表明溶胶凝胶法制备材料的结晶度更高且材料的粒径比固相法小;溶胶凝胶法制备Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3的首次放电比容量达到64.12 mAh g~(-1),以0.1 C循环20圈后容量保持率为55.72%,比固相法提高20.05%,这表明溶胶凝胶法更适合制备Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3。以蔗糖作为碳源,在400℃下Ar气氛保护中对Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3进行碳包覆,研究碳包覆材料对晶体结构和电化学性能的影响。XRD和SEM结果都表明成功制备Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3/C复合材料且没有杂质生成;碳含量为5%的复合材料的首次放电比容量达到84.11 mAh g~(-1),为所有复合材料中最高,循环20圈后容量保持率仍是最高的,容量保持率为63.35%,比未包覆材料提高31.12%,表明包覆碳对材料的电化学性能有明显改善。采用GITT方法测定复合材料中钠离子扩散系数,其扩散系数范围为1.62×10~(-15)-2.30×10~(-12) cm~2 s~(-1)之间。研究Na_(2.67)Mn_(1.67)(MoO_4)_3的吸湿性。首先XRD图谱分析发现材料放置在空气中10d和15 d的材料可能与水反应产生一定量的杂质,杂质可能是Na_2MoO_4·2H_2O。在SEM图发现材料表面变得粗糙同时在局部放大图中材料表面明显龟裂和表面材料的膨胀脱落,说明与水反应导致晶体结构劣化。电化学数据分析发现随着放置在空气中的时间延长,材料的首次放电比容量逐渐降低,这表明材料放置在空气中对材料的电化学性能造成劣化。放置在空气中15 d的材料第1、5、10、20圈的放电比容量分别是:41.20、42.76、33.51、16.74 mAh g~(-1),第5、10、20圈的容量保持率分别为:103.77、81.33、40.63%,循环过程中放电比容量先升后降,放电比容量上升可能是由于与水反应导致材料的电化学活性降低,随循环的进行材料逐渐活化,容量衰减迅速可能是由于与水反应和Jahn-Teller效应共同导致材料的晶体结构劣化,使材料中的钠离子的扩散受到阻碍。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-12-01）
丰平[4]（2018）在《聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备与性能研究》一文中研究指出钠离子电池作为后锂时代代表性的成员,在大规模储能系统中极具吸引力和应用前景。钠离子电池材料由于其资源丰富、成本效益高且使用寿命长的优点使得人们对钠离子电池(SIBs)的研究成为热点。聚阴离子型钠基材料是SIBs中最具应用前景的电极材料之一,它们具有较好的结构稳定性,安全性和较高的工作电压。然而,这种材料相对较低的导电率和比容量限制了它们的应用。本文通过对比固相法、前驱体两步法和水热法叁种合成方法。发现水法法可合成具有钠离子迁移通道的橄榄石(Olivine)型的磷酸锰钠(NaMnPO_4),并对其原料配比、水热温度及碳包覆温度进行了优化。在Na:P:Mn为3:1:1,水热和煅烧温度分别为180℃和500℃条件下,直接合成的NaMnPO_4在0.1C时放电比容量为59.6mAh·g~(-1),Na离子扩散系数为1.31×10~(-14)cm·s~(-1)。采用溶胶凝胶法合成Na_(3-2x)Mg_xV_2(PO_4)_3/C(x=0、0.05、0.1、0.2)正极材料。通过SEM观察其粒径在200~600nm之间,XPS分析结果表明Mg和V分别为+2和+3价。电化学分析结果表明当x=0.05时获得的样品电化学性能最佳,可能是因为Mg~(2+)取代Na~+形成等量的Na空位引起Na离子扩散系数增加,但Mg取代量过多又可能导致晶格畸变加剧。Na_(2.9)Mg_(0.05)V_2(PO_4)_3/C在10C、20C和30C下的放电比容量为1C时的98.9%和91.5%和76.2%,在10C下循环1200圈容量保持率为80.3%,具有良好的应用前景。采用球磨喷雾干燥辅助高温固相法来合成铜取代的Na_3V_(2-x)Cu_x(PO_4)_3/C(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07),并利用XRD、SEM、XPS、EPR和电化学手段对样品进行了研究。结果表明,当x=0.05时获得的Na_3V_(1.95)Cu_(0.05)(PO_4)_3/C样品在50C(5.88A·g~(-1))电流密度下放电比容量为90.6mAh·g-1,20C(2.35A·g~(-1))下循环2000周容量保持率为88.2%,具有较好的倍率和循环性能。Cu取代有效提升了材料的电子电导率(7.2×10~(-2)S·cm~(-1))和钠离子扩散系数(1.695×10~(-12)cm~2·s~(-1)),这是由于Cu~(2+)取代V~(3+)产生了氧空位并有伴生电子产生作用的结果。此外,不活泼的Cu~(2+)可作为支柱稳定材料结构,减少充放电过程中结构的体积变化。(本文来源于《上海应用技术大学》期刊2018-06-30）
王莉,孙敏敏,何向明[5]（2018）在《聚阴离子型正极材料LiVPO_4F研究进展》一文中研究指出聚阴离子型正极材料高安全性、低成本、环境友好的性能优势吸引了人们的极大关注。其中,具有叁斜晶系结构的氟磷酸钒锂(LiVPO_4F)由于强电负性氟(F)的引入使得材料本体具有较高的工作电压平台(～4.2 V),相对磷酸铁锂(LiFePO_4)具有更高的能量密度以及更好的安全性,成为近年来研究的热点。本文从LiVPO_4F的制备方法及性能改进2(本文来源于《新材料产业》期刊2018年06期）
李明[6]（2018）在《聚阴离子型锂离子电池正极材料的制备及改性研究》一文中研究指出科学技术的飞速发展,不光带动了人们生活水平的极速提高,同时也加大了资源和能源的需求。而有限的化石能源逐渐耗尽,能源和环境问题日益突出。因此,新的清洁一次能源技术不断被人们开发出来,而储能设备的问题也随之而来。锂离子电池凭借其清洁环保、优质高效等诸多优点,成为现如今以及未来最具发展潜力的电化学储能设备,尤其在本世纪的新能源汽车革命中,锂离子电池将会是最重要的角色之一。正极材料是锂离子电池中最重要的部分,其决定了电池的电压平台、比容量并且影响着其它诸多电化学性能。在几十年的研究当中,聚阴离子型正极材料逐渐脱颖而出,其中尤其以磷酸盐系的磷酸铁锂(Li FeO_4)和磷酸钒锂(Li_3V_2(PO_4)_3)最受人们关注。他们拥有非常高的比容量和电压平台,结构稳定,且循环性能优良,无毒环保,成本低廉,是最有商业化潜力的锂离子电池正极材料。但它们仍存在缺点:电子电导率和锂离子扩散效率低。这也是目前人们的主要研究点。首先,本文从制备工艺的角度对Li_3V_2(PO_4)_3材料进行研究。以V_2O_5,Li_2CO_3和NH_4H_2PO_4分别为钒源、锂源和磷源,用酒石酸作为还原剂和碳源,在溶胶-凝胶法下制备Li_3V_2(PO_4)_3/C材料。先采用不同的煅烧温度(700℃和750℃)条件,考察其对材料样品物相的影响;后在液相反应阶段,采用不同的酸碱条件(PH=4和PH=9),考察不同条件下样品的物相差异、电化学性能差异。实验中用到XRD、SEM以及各种电化学测试手段。最终得出酸性条件(PH=4),750℃煅烧条件下所得样品具有最优的性能。在1C倍率下,3.0~4.3V和3.0~4.8V电压范围内,分别具有106.3mAh/g和133.4mAh/g的首次放电比容量。然后,本文创新性地引入类水滑石(层状双金属氢氧化物LDHs)材料,对LiFeO_4进行表面包覆改性研究。首先在碳热还原法下,以Li_2CO_3、FePO_4·4H_2O和NH_4H_2PO_4为主要原料,制备LiFeO_4。再以NiNO_3·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O和CO(NH_2)_2为原料,采用一步水热法制备了Ni-Al-LDHs材料。后用机械球磨的方式,按不同质量分数比(20%,40%,50%),将LDHs混入到LiFeO_4中。对所得复合材料进行一系列表征分析及电化学测试。最后得出,LDHs质量分数为20%时,复合材料拥有最佳的电化学性能,氧化峰和还原峰的电势差值明显减小,电化学可逆性加强。在1C倍率下,放电比容量达到了142mAh/g,较之原磷酸铁锂材料,有明显提升。最后,向LDHs材料中引入锂源,制备叁元的Li-Ni-Al-LDHs材料,进一步探索LDHs材料对磷酸铁锂材料的改性作用。实验部分,同前一章节相似,分别使用碳热还原法和一步水热法制备LiFeO_4和LDHs材料。随后,按照全新的质量分数比(10%,15%,20%),用球磨的方式,将新的LDHs材料和LiFeO_4混合。最终经过一系列电化学测试,15%比例的样品表现出最优的性能,在1C倍率下,其放电比容量达到了150.2mAh/g。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-04-13）
刘珊珊[7]（2018）在《锂离子电池聚阴离子正极材料Li_2MnSiO_4/C的制备及改性研究》一文中研究指出聚阴离子型正极材料Li_2MnSiO_4因具有理论容量高、成本低廉且环保等优点,具有很好的发展和应用前景。然而该材料存在合成困难、循环稳定性差以及电子导电性差等问题,限制了其发展。本论文主要针对这些不足,从合成工艺、体相掺杂和表面包覆叁个方面,对Li_2MnSiO_4正极材料进行系统的研究。并采用了TG、XRD、SEM、EDS、XPS、EIS、CV等多种测试手段对不同条件下制备的Li_2MnSiO_4/C正极材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了表征与分析。研究的主要内容包括:1.采用溶胶凝胶法合成了Li_2MnSiO_4/C正极材料,考察了烧结温度、烧结时间以及柠檬酸与乙酸锰的摩尔比这叁个因素对其性能的影响。通过分析对比,确定了Li_2MnSiO_4/C材料的最优制备条件为:在Ar气氛围中,700℃烧结10 h,柠檬酸与乙酸锰的摩尔比值为0.8。在0.1 C倍率下,以该条件合成的样品具有152.9mAh/g的首次放电比容量,在20次循环后其放电比容量为64.9 m Ah/g,容量保持率为42.4%。2.为了提高溶胶凝胶法合成的Li_2MnSiO_4/C正极材料的电化学性能,对材料的Mn位分别进行Mg~(2+)、Ni~(2+)、V~(5+)离子掺杂改性,并研究了不同掺杂量对材料的影响。实验结果表明:适量的Mg~(2+)、Ni~(2+)、V~(5+)离子掺杂并不会改变Li_2MnSiO_4/C的晶体结构,而且还能够稳定材料结构和减小颗粒的粒径,从而优化了材料的性能。对于Mg~(2+)掺杂,Li_2Mn_(0.99)Mg_(0.01)SiO_4/C样品表现出了最佳性能,在0.1 C倍率下,该材料的首次放电比容量为181.8 mAh/g,循环20周后材料的放电比容量仍为89.1mAh/g,容量保持率为49%。Ni~(2+)掺杂可以显着的提高材料的放电比容量,同时改善了材料的循环和倍率性能,Li_2Mn_(0.97)Ni_(0.03)SiO_4/C材料的首次放电比容量高达200.1 mAh/g,循环20周后材料的放电比容量为113.7 mAh/g,容量保持率为56.8%;当充放电倍率为1 C时,材料的放电比容量仍可以达到88.3 mAh/g。V~(5+)掺杂主要可以提高材料的循环性能,Li_2Mn_(0.95)V_(0.05)SiO_4/C样品表现出了最佳性能,在0.1 C倍率下,该材料的首次放电比容量为154.9 mAh/g,循环20周后材料的放电比容量仍为100.4 mAh/g,容量保持率达到64.8%。经过这叁种元素掺杂改性后的样品,其电化学性能均显着优于未掺杂样品的电化学性能。3.对溶胶凝胶法合成的Li_2MnSiO_4/C正极材料进行表面包覆改性,分别以蔗糖、乙二醇和石墨烯为碳源,同时考察了不同碳源以及碳包覆量对材料的影响。实验结果表明:蔗糖的最佳添加量为2 wt.%,在0.1 C倍率下,该材料的放电比容量为185.4 mAh/g,20周后材料的放电比容量仍为89.3 mAh/g,容量保持率为48.2%;乙二醇的最佳添加量为3 wt.%,在0.1 C倍率下,材料的首次放电比容量能达186.2mAh/g,循环20次后放电比容量仍有101.4 mAh/g,容量保持率为54.5%;石墨烯的最优添加量为3 wt.%,0.1 C下,该材料具有174.6 mAh/g的首次放电比容量,20个循环后保持在101.3 mAh/g,容量保持率达58%。经包覆后改性后,样品的电化学性能较未包覆样品有明显的提升。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-04-01）
吕晓宝[8]（2018）在《聚阴离子正极材料和铝钐金属玻璃体系的计算研究》一文中研究指出各种技术的进步离不开相应材料的支持,而传统的材料研发过程需要耗费大量人力和物力以及时间成本来制备和分析样品。随着计算机硬件水平的提升,利用计算机来模拟材料微观结构中原子核和电子的运动规律,从而预测出材料的结构与性质,已经变得越来越方便。本论文中,我们选择了磷酸铁锂和硅酸铁锂这两种锂离子电池正极材料以及铝钐金属玻璃体系,通过计算模拟,研究了它们的微观结构、电化学性质以及相变过程,在一定程度上为实验和理论研究提供了参考。在第一章中,我们简单介绍了一些量子化学的基本概念和计算方法,以及晶体结构的搜索方法。在第二章中,我们介绍了锂电池相关的背景知识以及各种正极材料的研究现状。在第叁章中,我们详细介绍了一种基于磷酸铁锂晶体中的Fe-P网架的结构搜索方案,并得到了大量的磷酸铁锂低能晶体结构,从而为构建一个全面的晶体结构大数据库提供了有力支持,而这个结构搜索方案还可以扩展到其它类似体系的晶体结构探索研究中。在第四章中,我们通过Fe-P网架的形状对搜索到的大量磷酸铁锂晶体结构进行了分类,计算了不同类型结构在不同锂组分下的能量、体积、电压和电荷变化,分析了不同Fe-P网架对其电化学性质的影响。在第五章中,我们研究了半脱锂的硅酸铁锂体系中的相变。我们利用发现的低能结构规则分析了 Li-Fe交换机制对硅酸铁锂相变的影响,成功验证了几种已经报道的Li-Fe交换的实验结构,并预测了一个实验结构的新的cycle相。我们还分析比较了正常半脱锂的硅酸铁锂结构与磷酸铁锂替换得到的硅酸铁锂结构,提出了一种额外的导致容量损失的相变机制,该机制假设前者在Li-Fe交换后进一步相变成后者,通过计算相转变的势垒,我们为该假设提供了理论支持。在第六章中,我们介绍了金属玻璃材料的相关背景,并选择了铝钐体系作为模型来研究其脱玻化过程中的结构变化。通过研究Sm原子网架在液态、非晶态和晶态中的中程序,我们总结出几条有助于理解该系统在不同态之间转变的经验规则。在第七章中,我们总结了本论文的工作。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-01-31）
罗瑞阳[9]（2017）在《聚阴离子型钠离子电池正极材料研究》一文中研究指出新型可再生能源如风能、太阳能、潮汐能等都具有间歇性和随机性的特点,往往不能满足实时、有效、稳定的能量供给需求,因此,发展高效便捷的储能技术已经成为各个国家的研究热点。目前,锂离子电池占据了便携式移动电子设备的主要市场,而且在电动汽车、电力储能系统方面也有重要的应用。随着锂离子电池的大规模应用,锂元素的需求量会越来越多,而地球上有限的锂资源无法满足我们日益增长的需求。钠和锂位于同一主族,具有相似的物理和化学性质,而且钠元素在地壳中的储量丰富,提炼简单(海洋中含有大量的钠),因此,钠离子电池在未来化学电源应用中具有极大的优势。本论文以Na_3V_2(PO_4)_3和Na_(2.4)Fe_(1.8)(SO_4)_3两种钠离子电池正极材料为研究对象,采用固相法制备了以壳聚糖为碳源包覆的Na_3V_2(PO_4)_3/C正极材料,并对其电化学性能进行了研究。结果表明壳聚糖碳源能够在活性材料中形成一种导电网络,大大增加了Na_3V_2(PO_4)_3/C的导电性。其中,理论碳源添加量30%的样品具有相对优越的电化学性能。在1 C电流密度下,首圈放电比容量115.01 mAh g~(-1),循环200圈后,比容量仍有107.21 mAh g~(-1),容量保持率为93.2%;2 C电流密度下,首圈放电比容量92.74mAh g~(-1),循环200圈后,比容量为79.02 mAh g~(-1),容量保持率为85.2%,循环性能稳定。采用固相法合成了Na_(2.4)Fe_(1.8)(SO_4)_3正极材料,并利用导电聚合物PEDOT与Na_(2.4)Fe_(1.8)(SO_4)_3复合,合成了Na_(2.4)Fe_(1.8)(SO_4)_3/PEDOT复合材料,探索了导电聚合物(PEDOT)添加量对Na_(2.4)Fe_(1.8)(SO_4)_3/PEDOT电化学性能的影响。结果表明:导电聚合物添加量40%的Na_(2.4)Fe_(1.8)(SO_4)_3/PEDOT正极材料,在0.05 C电流密度下放电比容量最高,达到118.1 mAh g~(-1)。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
邓茁[10]（2017）在《聚阴离子型钠离子电池正极材料合成与电化学性能研究》一文中研究指出聚阴离子型化合物作为钠离子电池正极材料拥有众多优点,其多样的晶体结构可以为钠离子提供开放的离子通道,由于氧原子在聚阴离子多面体中由很强的共价键相连,使聚阴离子型化合物一般都有较高的热稳定性。此外,材料在充放电过程中反应电位受聚阴离子本身所处环境的影响,可以改变聚阴离子的结构来调整氧化还原电位和提高材料的结构稳定性及电化学性能。磷酸钒钠(Na_3V_2(PO_4)_3)由于其独特的NASICON结构和优异的离子传导率,成为很有前景的聚阴离子型钠离子电池正极材料,但是PO_4~(3-)导电性较差,为此大量研究工作通过在Na_3V_2(PO_4)_3表面包覆碳层或者与石墨烯复合等方法来提高材料的电化学性能。本论文通过探寻简单、安全的方法合成碳包覆Na_3V_2(PO_4)_3复合材料,在合成过程中引入F~-,可有效提高PO_4~(3-)的导电性和结构稳定性,得到碳包覆NaVPO_4F复合材料,并分别研究了这些材料的电化学储钠性能,具体内容如下:1、采用溶胶凝胶法,以草酸为还原剂还原V_2O_5合成Na_3V_2(PO_4)_3凝胶前驱,在高温下煅烧凝胶前驱,过量的草酸分解在Na_3V_2(PO_4)_3表面包覆一层无定型碳层,讨论不同的煅烧温度对材料的形貌、结构和电化学性能的影响。测试结果表明,虽然在700 ~oC、750 ~oC和850 ~oC下合成的复合材料的形貌和结构并无太大区别,但是在700~oC下煅烧溶胶前驱形成的复合材料的倍率性能和循环性能最好,在0.1 C倍率下其首圈放电比容量达到92 mAh/g。2、采用溶胶凝胶法,在草酸将V~(5+)还原成V~(3+)之后加入NH_4F引入F~-合成NaVPO_4F凝胶前驱,并探讨不同温度和不同碳层厚度对碳包覆NaVPO_4F复合材料电化学性能的影响,测试结果表明,850 ~oC下合成的碳层厚度为3 nm的碳包覆NaVPO_4F复合材料具有最佳的倍率性能和循环性能,在0.1 C倍率下其首圈放电比容量为90 mAh/g,首圈库伦效率达到82%,甚至在10 C倍率下其放电比容量依然达到49 mAh/g,在1C长循环测试中经过300圈循环之后放电比容量为67 mAh/g,容量保留达到74%。3、测试商业化购买的硬碳在不同电流密度下的电化学性能,以硬碳为负极NaVPO_4F/C复合材料为正极,根据硬碳和NaVPO_4F/C复合材料分别在30 mA/g电流密度下的放电比容量,调节正负极活性物质质量,使正负极活性物质的理论容量为1:1.2,组装成钠离子全电池并测试其全电池的电化学性能。(本文来源于《苏州大学》期刊2017-05-01）
聚阴离子型正极材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
钠基二次电池作为未来替代锂离子电池的储能器件,拥有很高的潜在商业化价值。以聚阴离子型正极材料为基础发展的钠离子电池在未来可以在低速电动汽车行业、规模储能领域发挥积极作用。然而,其电子导电性较差导致电化学性能不佳,限制了其应用。本文从减小颗粒尺寸、将聚阴离子化合物与碳基/非碳材料复合等思路出发,通过对聚阴离子材料的改性制备,以提高材料的导电性,改善其倍率性能。主要研究内容如下:(1)以叁嵌段共聚物F127作为形貌导向剂,采用溶胶-凝胶法合成了由Na_3V_2(PO_4)_3/C纳米片组装而成的叁维花状结构,碳包覆的纳米单片结构保证了电解液与材料表面的充分接触,提升材料的电子导电率,表现出优异的电化学性能。在0.1 C下首圈放电比容量达到108 mA h g~(-1),库仑效率高达99%,在30 C仍保持50 mA h g~(-1)的比容量。同时还对电极材料在EC:PC和PC两种电解液体系下的循环性能进行了测试,经过对比发现,在PC电解液体系下,添加了EC共溶剂后的混合电解液,电极材料表现出优异的循环性能,在5 C电流密度下,循环1000次后容量保持率仍高达99%。(2)室温下合成制备了Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT核壳结构的纳米棒正极材料,导电聚合物PEDOT包覆层使Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT电极表现出优异的倍率性能和超长的循环稳定性。0.1 C下首圈放电比容量达到120 mA h g~(-1),20 C仍保持51 mA h g~(-1)的比容量。在5 C下,经过8000次超长循环后,容量保持率高达83.8%。并且发现在钠离子正极材料半电池体系中加入FEC电解液添加剂后,虽然降低了首次不可逆容量损失,提高了库仑效率,但是会在放电过程中引起极化。此外,我们以Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT为正极,匹配花生壳碳负极,组装了高性能的“摇椅式”钠离子电容器,与传统钠离子电容器相比,Na_3V_2O_2(PO_4)_2F@PEDOT//PSC表现出优异的电化学性能,最大能量密度高达158 W h kg~(-1),即使在7000 W kg~(-1)的高功率密度下,能量密度仍有25 W h kg~(-1)。在1 A g~(-1)的电流密度下,经过1000次循环后容量保持率为85.1%。(3)通过溶剂热法一步制备了Na_3V_2O_2(PO_4)_2F纳米颗粒正极材料,通过减小颗粒尺寸,显着提高了材料的电化学性能。在0.1 C下首圈放电比容量达到112 mA h g~(-1),库仑效率为84.8%,在20 C下容量仍保持29 mA h g~(-1),在5 C电流密度下,经过600次的循环后容量保持率高达99.7%。并且通过CV,GITT和EIS叁种方法对材料的扩散系数分别进行了测试。GITT和EIS技术测试了不同SOCs状态下的扩散系数,发现在该材料的两个充放电平台中,其扩散系数在每个充放电平台的中间状态是最小的。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
聚阴离子型正极材料论文参考文献
[1].郭晋芝.高性能聚阴离子型钒基钠电正极材料的设计制备与性能研究[D].东北师范大学.2019
[2].吴朗源.钠离子电池聚阴离子型正极材料的设计制备及器件构造[D].南京航空航天大学.2019
[3].王惠峰.聚阴离子型钼酸盐正极材料的研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[4].丰平.聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备与性能研究[D].上海应用技术大学.2018
[5].王莉,孙敏敏,何向明.聚阴离子型正极材料LiVPO_4F研究进展[J].新材料产业.2018
[6].李明.聚阴离子型锂离子电池正极材料的制备及改性研究[D].电子科技大学.2018
[7].刘珊珊.锂离子电池聚阴离子正极材料Li_2MnSiO_4/C的制备及改性研究[D].电子科技大学.2018
[8].吕晓宝.聚阴离子正极材料和铝钐金属玻璃体系的计算研究[D].中国科学技术大学.2018
[9].罗瑞阳.聚阴离子型钠离子电池正极材料研究[D].华中科技大学.2017
[10].邓茁.聚阴离子型钠离子电池正极材料合成与电化学性能研究[D].苏州大学.2017
标签：钠离子电池; 正极材料; Na_3V_2(PO_4)_3; 双碳复合;