新型磷酸鹽類(lèi)鈉離子電池正極材料的研究.pdf

1、在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，二次電池在能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化方面具有重要意義。鋰離子電池目前占據(jù)了便攜式移動(dòng)電子設(shè)備的主要市場(chǎng)，而且正在向混合電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)方向飛速發(fā)展，這將導(dǎo)致鋰的需求量將大大增加，然而地球上鋰的資源非常有限，基于這種現(xiàn)狀和需求，儲(chǔ)量豐富的鈉進(jìn)入了人們的視野，鈉與鋰位于同一主族，具有相似的化學(xué)性質(zhì)，Na+/Na電對(duì)具有-2.71V的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，其理論比容量為1166 mAh/g。鈉元素在地殼中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋰，而且海洋中含有大量的鈉，鈉

2、的提煉比較簡(jiǎn)單。所以，鈉離子電池是一種非常有前景的新型儲(chǔ)能技術(shù)。
　　本文主要以Na4Co3(PO4)2P2O7和Na3V2(PO4)3兩種鈉離子電池正極材料為研究對(duì)象，用溶膠凝膠法制備了Na4Co3(PO4)2P2O7/CNTs，并對(duì)其作為鈉離子電池正極材料時(shí)的電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明碳納米管能夠在活性材料中能夠形成一種連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)大大增加了Na4Co3(PO4)2P2O7的導(dǎo)電性，其可逆容量分別為1C時(shí),80mAh/g；

3、5C，60mAh/g；10C，40mAh/g；20C，30mAh/g，且有較好的循環(huán)性能。
　　分別用固相法和模板法合成了Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料，并研究了合成條件對(duì)材料結(jié)構(gòu)和形貌的影響。通過(guò)X-射線衍射(XRD)和場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對(duì)結(jié)構(gòu)和形貌表征，結(jié)果表明在固相法合成中，800oC保溫10h可以得到結(jié)晶性好的Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料，而降低合成溫度，或縮短保溫時(shí)間，得到的材料不純或結(jié)晶度較差

4、；在模板法合成中，650 oC保溫12h可以得到具有多孔的三維碳骨架結(jié)構(gòu)的Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料，而延長(zhǎng)保溫時(shí)間到14h或提高處理溫度到800 oC得到的材料三維骨架結(jié)構(gòu)坍塌。
　　模板法合成了Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料，并通過(guò)熱失重分析(TG)，拉曼光譜，場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)，X射線衍射(XRD)，循環(huán)伏安測(cè)試，恒流充放電等測(cè)試手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：Na3V2(