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1、新式儲能電池電極材料分析第1章緒論1.1引言能源與環(huán)境問題己經成為威脅人類生存和發(fā)展的嚴峻問題。解決能源與環(huán)境問題最主要方法是大力發(fā)展可再生能源，用可再生能源和原料全面取代化石能源，進行一場新的工業(yè)革命?？稍偕Y源主要有如下幾個方面，太陽能、生物能、風能、水能、地熱和海洋能。如何實現(xiàn)各種能源形式之間的有效轉化和存儲成為人們共同關心的話題。作為化學能與電能的存儲轉化裝置，化學電源已在人類生活的各個領域得到廣泛應用。在信息技術日新月異以及環(huán)境保護日益受到重視的今天，化學電源的發(fā)展面臨著空前的機遇和挑戰(zhàn)。隨著電動汽車和大規(guī)模儲能的廣泛應用，對原材料
2、的豐度，電池的成本和安全性能提出了更高的要求。隨著社會科技的發(fā)展，鋰離子電池的應用得到進一步發(fā)展。利用鋰離子電池是目前儲能密度最高的蓄電池這一條件，可以將鋰離子電池與太陽能或風能結合起來，用鋰離子電池將剩余的太陽能或風能轉化為電能存儲起來，在供電不足的情況下以電能的形式釋放出來以滿足人們的需求。作為二次電池的一種，鋰離子電池具有高能量密度、長循環(huán)壽命、無記憶效應、自放電率低等優(yōu)點。與鉛酸，鎳鎘，鎳氧電池技術相比，鋰離子電池的體積能量密度和質量能量密度均優(yōu)于其他系統(tǒng)，鋰離子的質量能量密度可達到200n2〇4、LiFeP04等，負極材料主要為石墨
3、類碳材料。這些新的應用對鋰離子電池的各項性能的要求越來越高，比如高能量密度、高功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性等。Li4Ti50i2作為零應變材料，具有良好的結構穩(wěn)定性，但是純的Li4Ti50i2本身是絕緣體，電子電導率低，在大電流充放電時，其比容量遠低于理論容量。為了解決Li4Ti50i2動力學性能差、電子電導率低的問題，目前主要采用三種解決方法：第一種方法是減小材料的顆粒尺度或形成多孔材料，從而減小離子的傳輸距離，使離子能夠快速脫嵌第二種方法是異質原子摻雜，提高活性材料本身的電子電導率或離子電導率，使其電導率提高，滿足實際使用要求；第三種方法
4、是對材料顆粒表面進行碳包覆，提高材料的表面電子電導率和顆粒之間的電子接觸，使電子能夠快速通過。與此同時，均勻的碳包覆層能夠阻止電極活性材料與電解液的直接接觸，防止由于電極材料與電解液直接接觸而發(fā)生副反應[76，83152_154]。碳包覆技術被廣泛用于鋰離子電池正、負極材料的改性，但是目前的包覆溫度都較高，一般都在700°c以上[76，154]，最近物理所ZhaoL等人發(fā)展了一種600°C的氮摻雜碳包覆技術，大大提高了Li4Ti50i2的倍率性能和長循環(huán)性能。但是對于一些易氧化的過渡金屬氧化物來說，600°C仍然較高，
5、易將它們還原[155]。Cai等人利用10，10-二溴-9,9-聯(lián)二蒽為前驅體，400°C時在Au的(111)面成功的生長出一定寬度的石墨稀。10，10-二溴-9,9-聯(lián)二蒽中碳的含量為65.66%。我們都知道，石墨稀具有非常高的比表面積和電導率。為解決現(xiàn)有技術中碳包覆溫度較高，得到的包覆層石墨化程度不高，且易使一些高價態(tài)兀素被還原的問題，利用這種石墨稀的制備方法，我們開發(fā)了一種新型低溫碳包覆技術，采用10，10-二溴-9,9-聯(lián)二蒽為前驅體，400°C裂解生成碳材料，包覆在電極材料表而。我們選用Li4Ti50i2和Li2Mn
6、03為被包覆電極材料。第3章新型儲能電池負極材料................55-743.1引言................553.2材料的制備和表征方法................55-583.2.1LiNb_3O_8的結構................55-563.2.2材料的制備................56-573.2.3材料的表征方法................57-583.3固相法制備的LiNb_3O_8結構與電................58-613.4高能球磨制備的LiNb_3O_8結構與.....
7、...........能61-683.5納米LiNb_3O_8材料的結構、性能以................68-733.6本章小結................73-74第4章新型儲能電池材料Na_3V_2(PO_4................74-1094.1引言................74-754.2材料的制備和表征方法................75-774.2.1材料的制備................75-764.2.2材料的表征方法................76-774.3材料的制備和表征方法...
8、.............77-964.4Na_3V_2(PO_4)_3儲鈉機理研究................96-1074.4.1材料的XRD研究.....
