聚阴离子型钠离子电池正极材料研究

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新型可再生能源如风能、太阳能、潮汐能等都具有间歇性和随机性的特点,往往不能满足实时、有效、稳定的能量供给需求,因此,发展高效便捷的储能技术已经成为各个国家的研究热点。目前,锂离子电池占据了便携式移动电子设备的主要市场,而且在电动汽车、电力储能系统方面也有重要的应用。随着锂离子电池的大规模应用,锂元素的需求量会越来越多,而地球上有限的锂资源无法满足我们日益增长的需求。钠和锂位于同一主族,具有相似的物理和化学性质,而且钠元素在地壳中的储量丰富,提炼简单(海洋中含有大量的钠),因此,钠离子电池在未来化学电源应用中具有极大的优势。本论文以Na3V2(PO43和Na2.4Fe1.8(SO43两种钠离子电池正极材料为研究对象,采用固相法制备了以壳聚糖为碳源包覆的Na3V2(PO43/C正极材料,并对其电化学性能进行了研究。结果表明壳聚糖碳源能够在活性材料中形成一种导电网络,大大增加了Na3V2(PO43/C的导电性。其中,理论碳源添加量30%的样品具有相对优越的电化学性能。在1 C电流密度下,首圈放电比容量115.01 mAh g-1,循环200圈后,比容量仍有107.21 mAh g-1,容量保持率为93.2%;2 C电流密度下,首圈放电比容量92.74mAh g-1,循环200圈后,比容量为79.02 mAh g-1,容量保持率为85.2%,循环性能稳定。采用固相法合成了Na2.4Fe1.8(SO43正极材料,并利用导电聚合物PEDOT与Na2.4Fe1.8(SO43复合,合成了Na2.4Fe1.8(SO43/PEDOT复合材料,探索了导电聚合物(PEDOT)添加量对Na2.4Fe1.8(SO43/PEDOT电化学性能的影响。结果表明:导电聚合物添加量40%的Na2.4Fe1.8(SO43/PEDOT正极材料,在0.05 C电流密度下放电比容量最高,达到118.1 mAh g-1
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