钠离子电池正极材料Na 2 MnFe(CN) 6 的制备及其电化学性能研究
发布时间：2024-03-12 23:35
锂离子电池已经在便携式电子产品有着较为广泛的应用,但是对于大规模储能装置而言,降低成本、提升材料的稳定性能具有更重要的实际意义。钠与锂在元素周期表中为同主族元素,具有相近的物理化学性质;而钠丰富的资源储量使电池生产成本得到降低,因此钠离子电池作为大规模储能装置具有良好的应用前景。由于普鲁士蓝材料是由金属—氰根配位键形成的开放性框架结构,具有足够容纳钠离子的空间,因而表现出较好的电化学性能,被认为是一种有前途的钠离子电池正极材料。另外,普鲁士蓝类材料制作合成过程简单,使其也具有较好的应用价值。在本文中,我们选择普鲁士蓝类材料Na2MnFe(CN)6作为研究对象,研究其作为钠离子电池正极材料的电化学性能。本文主要从以下几个方面开展研究:1.对正极材料Na2MnFe(CN)6制备条件进行优化探究,从制备方法、温度、浓度、反应时间等方面对合成过程的进行调控。共沉淀制备条件下在3 mmol·L-1下能制备出缺陷较少的晶体,比容量为115 mAh·g-1;温度为80℃时材料放电容量为133 mAh·g-1;相比于共沉淀法而言,水热法制备的材料颗粒尺寸更加均匀,具有更好的储钠性质,在120℃下反应首...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 背景介绍
1.2 钠离子电池发展概述
1.3 钠离子电池工作原理
1.4 钠离子正极材料研究进展
1.4.1 层状氧化物正极材料
1.4.1.1 单金属层状氧化物
1.4.1.2 多金属层状氧化物
1.4.2 聚阴离子化合物
1.4.3 有机化合物
1.4.4 普鲁士蓝类材料
1.5 普鲁士蓝类材料Na2MnFe(CN)6相关研究进展
1.6 普鲁士蓝类材料改性相关研究进展
1.7 本课题研究意义及内容
参考文献
第二章 实验原理和方法
2.1 实验试剂与材料
2.2 实验电池组装
2.3 材料表征技术和方法
2.3.1 X射线衍射技术
2.3.2 扫描电子显微镜及能量色散X射线谱
2.3.3 ICP-元素分析测试
2.3.4 X射线光电子能谱分析
2.4 电化学性能测试
2.4.1 恒流充放电测试
2.4.2 电化学交流阻抗谱
参考文献
第三章 Na2MnFe(CN)6材料的合成及电化学性能表征
3.1 共沉淀法制备Na2MnFe(CN)6材料及其电化学性能的探究
3.1.1 Na2MnFe(CN)6材料制备过程
3.1.2 反应温度对Na2MnFe(CN)6材料制备过程的影响
3.1.3 陈化时间对Na2MnFe(CN)6材料制备过程的影响
3.1.4. 反应浓度对Na2MnFe(CN)6材料结构与性能的影响
3.2 水热法制备Na2MnFe(CN)6材料及其电化学性能的探究
3.2.1 Na2MnFe(CN)6材料制备过程
3.2.2 反应时间与温度对Na2MnFe(CN)6材料制备过程的影响
3.3 本章小结
参考文献
第四章 提高Na2MnFe(CN)6材料晶体完整度的方法探究
4.1 络合添加剂对Na2MnFe(CN)6材料电化学性能影响
4.1.1 Na2MnFe(CN)6材料制备过程
4.1.2 抗坏血酸对材料结构与性能的影响
4.1.3 柠檬酸/柠檬酸钠对材料结构与性能的影响
4.2 干燥温度对Na2MnFe(CN)6材料电化学性能影响
4.2.1 Na2MnFe(CN)6材料物相分析与形貌表征
4.2.2 Na2MnFe(CN)6材料电化学测试
4.3 碳材料对Na2MnFe(CN)6材料的改性研究
4.3.1 Na2MnFe(CN)6复合材料制备过程
4.3.2 碳纳米管复合材料(CNT-PBA)改性研究
4.3.3 还原氧化石墨烯复合材料(RGO-PBA)改性研究
4.3.4 氧化石墨烯复合材料(GO-PBA)改性研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论与展望
5.1 本文主要结论
5.2 后续研究方向
作者攻读硕士学位期间发表论文及成果
致谢
本文编号：3926913
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 背景介绍
1.2 钠离子电池发展概述
1.3 钠离子电池工作原理
1.4 钠离子正极材料研究进展
1.4.1 层状氧化物正极材料
1.4.1.1 单金属层状氧化物
1.4.1.2 多金属层状氧化物
1.4.2 聚阴离子化合物
1.4.3 有机化合物
1.4.4 普鲁士蓝类材料
1.5 普鲁士蓝类材料Na2MnFe(CN)6相关研究进展
1.6 普鲁士蓝类材料改性相关研究进展
1.7 本课题研究意义及内容
参考文献
第二章 实验原理和方法
2.1 实验试剂与材料
2.2 实验电池组装
2.3 材料表征技术和方法
2.3.1 X射线衍射技术
2.3.2 扫描电子显微镜及能量色散X射线谱
2.3.3 ICP-元素分析测试
2.3.4 X射线光电子能谱分析
2.4 电化学性能测试
2.4.1 恒流充放电测试
2.4.2 电化学交流阻抗谱
参考文献
第三章 Na2MnFe(CN)6材料的合成及电化学性能表征
3.1 共沉淀法制备Na2MnFe(CN)6材料及其电化学性能的探究
3.1.1 Na2MnFe(CN)6材料制备过程
3.1.2 反应温度对Na2MnFe(CN)6材料制备过程的影响
3.1.3 陈化时间对Na2MnFe(CN)6材料制备过程的影响
3.1.4. 反应浓度对Na2MnFe(CN)6材料结构与性能的影响
3.2 水热法制备Na2MnFe(CN)6材料及其电化学性能的探究
3.2.1 Na2MnFe(CN)6材料制备过程
3.2.2 反应时间与温度对Na2MnFe(CN)6材料制备过程的影响
3.3 本章小结
参考文献
第四章 提高Na2MnFe(CN)6材料晶体完整度的方法探究
4.1 络合添加剂对Na2MnFe(CN)6材料电化学性能影响
4.1.1 Na2MnFe(CN)6材料制备过程
4.1.2 抗坏血酸对材料结构与性能的影响
4.1.3 柠檬酸/柠檬酸钠对材料结构与性能的影响
4.2 干燥温度对Na2MnFe(CN)6材料电化学性能影响
4.2.1 Na2MnFe(CN)6材料物相分析与形貌表征
4.2.2 Na2MnFe(CN)6材料电化学测试
4.3 碳材料对Na2MnFe(CN)6材料的改性研究
4.3.1 Na2MnFe(CN)6复合材料制备过程
4.3.2 碳纳米管复合材料(CNT-PBA)改性研究
4.3.3 还原氧化石墨烯复合材料(RGO-PBA)改性研究
4.3.4 氧化石墨烯复合材料(GO-PBA)改性研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论与展望
5.1 本文主要结论
5.2 后续研究方向
作者攻读硕士学位期间发表论文及成果
致谢
本文编号：3926913
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3926913.html
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