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钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,但成本更低廉,因此引起了科学家们的关注。钠离子电池的负极材料主要包括碳基材料、钛基材料、过渡金属氧化物、合金材料和有机材料等,其中有机负极材料具有较高的理论比容量、低廉的成本、合适的充放电电位,受到了广泛的研究。然而有机负极材料的导电性较差,其作为钠离子电池负极材料时循环性能和倍率性能较差。本论文以对苯二甲酸钠(Na2C8H4O4,Na2TP)为研究对象,通过调控颗粒尺寸和碳包覆等策略,提高了其作为钠离子电池负极的电化学性能。主要研究工作主要包括:(1)首先,采用酸碱中和法制备了对苯二甲酸钠,并将其作为钠离子电池的负极材料进行电化学性能的研究。结果表明,对苯二甲酸钠具有合适的充放电平台(0.25/0.5V)、较高的比容量和良好的循环性能,适合作为钠离子电池的负极材料进行深入的研究。以对苯二甲酸钠为负极材料,探究了不同的电解液对电池性能的影响,最终选取0.5 M NaCF3SO3(diglyme)作为本文研究体系的电解液。(2)其次,采用反溶剂法合成了不同尺寸的对苯二甲酸钠,探讨了对苯二甲酸钠颗粒的尺寸对其电化学性能的影响。发现对苯二甲酸钠的电化学性能随着尺寸的减小而提高,当对苯二甲酸钠的平均尺寸为8μm时,其电化学性能最佳,首圈可逆比容量达到220.1 mAh/g,经过50圈的循环,比容量仍保持在167.3mAh/g。这是因为对苯二甲酸钠尺寸的降低增大了材料与导电添加剂、电解液的接触面积,提高了钠离子在对苯二甲酸钠中的迁移速率。(3)最后,以氧化石墨烯(GO)分散液为碳源,采用喷雾干燥法制备了Na2TP@r-GO复合材料,并研究了Na2TP@r-GO作为钠离子电池负极材料时的循环性能和倍率性能。结果表明,Na2TP@r-GO电极首圈库伦效率约为70%,在5C的充放电电流下,经过100圈循环,比容量仍保持在200 mAh/g;此外,Na2TP@r-GO电极在1C、2C、5C、10C和1C的倍率下的比容量分别为280 mAh/g,260 mAh/g,240 mAh/g和225 mAh/g和245 mAh/g,倍率性能优于Na2TP。