【摘 要】
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全球锂资源的不均匀分布,使得金属钠和钾成为理想的替代者,但寻找合适的负极材料是钠/钾离子电池能够实现商业化应用的主要挑战。其中,过渡金属硫属化合物作钠离子/钾离子电池负极材料时,可以展现优异的比容量和快速的离子扩散速度。但同时会伴随着严重的体积膨胀。因此,需要通过合适的材料设计来缓解体积膨胀,进而提升电池性能。基于此研究思路,本论文主要研究内容如下:（1）通过水热法制备了Co0.85Se纳米管。独
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全球锂资源的不均匀分布,使得金属钠和钾成为理想的替代者,但寻找合适的负极材料是钠/钾离子电池能够实现商业化应用的主要挑战。其中,过渡金属硫属化合物作钠离子/钾离子电池负极材料时,可以展现优异的比容量和快速的离子扩散速度。但同时会伴随着严重的体积膨胀。因此,需要通过合适的材料设计来缓解体积膨胀,进而提升电池性能。基于此研究思路,本论文主要研究内容如下:（1）通过水热法制备了Co0.85Se纳米管。独特的空心管状结构,能够提供充足的离子/电子扩散通道,加快电极过程动力学。同时,纳米化的结构设计使得活性粒子不易团聚,从而缓解充放电过程中的体积膨胀。因此,Co0.85Se纳米管展现了优异的电化学储钠性能。在2 A g-1时,经历1000圈循环后的比容量依然保持在220 m Ah g-1。（2）通过静电纺丝法制备了多通道的Bi PS4@MCNFs纳米纤维。其中,三元的材料组成能够提供高比容量,同时,多通道碳纤维包覆的结构可以有效抑制粒子的团聚,缓解合金化反应带来的体积膨胀。因此,Bi PS4@MCNFs纳米纤维具有优异的电化学储钠性能。此外,当与钒磷酸钠正极组装成全电池时,经历50圈循环后仍可保持352 Wh kg-1的高能量密度。（3）通过静电纺丝与溶剂热法结合,制备了自支撑结构的VS2@HCNFs纳米纤维。柔性自支撑的结构提高了材料的电导率,同时,VS2超薄片层和多孔碳纤维网格的协同效应,极大地缓解了充放电过程中的体积膨胀。因此,VS2@HCNFs负极展现了优异的电化学储钾性能。在1 A g-1时,经历1500圈循环后比容量达250 m Ah g-1。
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