碳纖維負載電極材料的構(gòu)建和電化學性能研究.pdf

1、目前，正極材料基本上都是鈉系化合物和鋰系化合物為主，在基底上負載的材料結(jié)構(gòu)表面積和穩(wěn)定性越高，充放電過程中則這兩種材料可逆反應(yīng)中脫嵌的離子越好。靜電紡絲納米纖維不僅滿足以上條件，還因其多孔和纖維相互連接形成互穿網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點，可加快離子、電子傳導，從而增大活性物質(zhì)的比表面積，提高離子的利用率，增大電池比容量，使電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能及倍率性能。本文研究通過改變靜電紡絲的相關(guān)參數(shù)設(shè)計出理想的纖維絲，與電極材料復合制備電化學性能優(yōu)良的電極材

2、料。
　　首先，本文利用靜電紡絲技術(shù)，通過改變紡絲電壓，聚合物濃度，噴絲距離等不同的相關(guān)條件，討論了靜電紡絲在不同條件下合成的纖維呈現(xiàn)的不同形態(tài)。對比了不同形態(tài)纖維的相關(guān)性能，了解了不同形態(tài)對纖維的性能的影響。
　　其次，利用靜電紡絲，靜電噴灑和抽濾組合技術(shù)制備出了一種可大規(guī)模合成的獨立式Na2+2xFe2+x(SO4)3多孔碳納米纖維(PCNF)復合膜。該復合纖維膜多層次孔道結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的架構(gòu)使不僅可快速加快離子傳輸能力的，

3、還可制成超靈活、獨立式電極。獨立式的電極基于其優(yōu)越的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出超強的循環(huán)能力。在高電流密度5C-40C下循環(huán)500圈后，其容量仍保持初始容量的95％之上。因此，本工作不僅介紹了一種簡單的和可大規(guī)模的合成二水合鈉鐵硫酸鹽機理和方法，也提供了一種具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、高效能的鈉離子電池。
　　最后，對納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進行進一步設(shè)計，將無序的納米結(jié)構(gòu)改變成規(guī)則的取向排列的結(jié)構(gòu)，且纖維上空洞密集排列，制備出了一種可大規(guī)模合成的取向排列的