【摘 要】
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绿色发展理念的贯彻落实促使人们对可再生清洁能源（如太阳能、风能）的需求量不断攀升,为了提高这些间歇性能源的利用率,需要大量的储能设备完成非高峰时段能量的存储与高峰时段对存储能量的释放。在众多储能设备中锂离子电池由于性能上的巨大优势在目前的市场上占据主导地位,但是市场对储能设备的需求量与日俱增,显然其不足以满足未来人类对大规模储能的需求。钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理,尽管目前其在能量密度
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绿色发展理念的贯彻落实促使人们对可再生清洁能源（如太阳能、风能）的需求量不断攀升,为了提高这些间歇性能源的利用率,需要大量的储能设备完成非高峰时段能量的存储与高峰时段对存储能量的释放。在众多储能设备中锂离子电池由于性能上的巨大优势在目前的市场上占据主导地位,但是市场对储能设备的需求量与日俱增,显然其不足以满足未来人类对大规模储能的需求。钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理,尽管目前其在能量密度和稳定性等方面较锂离子电池有一定差距,但是钠元素储量大和易获取等等优势使其在未来大规模储能设备上拥有良好的前景。作为一类聚阴离子型正极材料,磷酸钒钠（Na3V2（PO4）3）拥有较高的理论比容量（117.5 mAhg-1）,平稳的充放电平台（3.4/3.3 V）,较高的离子电导率和不错的热稳定性,这将使其有望满足商业推广,但是较低的电子电导率限制了它的实际倍率性能和循环稳定性。本论文通过结构纳米修饰和碳包覆等有效手段优化了 Na3V2（PO4）3的性能,并且成功构建了 NVP//NVP对称型全电池,研究成果对于推动钠离子电池朝着轻型化、高安全性以及高能量密度的方向发展具有一定借鉴意义。论文的主要内容如下:1.利用静电纺丝技术制备出自支撑的碳纳米纤维网状结构,使Na3V2（PO4）3纳米颗粒被氮掺杂的碳层包裹并镶嵌在碳纳米纤维中,得到了具有优异性能的自支撑Na3V2（PO4）3材料。这种结构改善了材料的电子电导率,并且碳纳米纤维网状结构作为基材减轻了电极质量,也避免了电解质与金属箔集流体之间的副反应。同时,丰富的空隙网状结构增加了电解质的渗透,也缓解了电极充放电过程中体积变化,有效的提高了电池的能量密度、安全性和循环稳定性。自支撑Na3V2（PO4）3正极在1 C的电流密度下循环400次后可逆容量仍保持在102.7 mAhg-1,更可观的是在5 C的大电流密度下1000次循环平均放电比容量能维持在85 mAhg-1左右。2.通过预钠化处理工艺成功制备了自支撑Na3V2（PO4）3和Na4V2（PO4）3负极,分别与自支撑Na3V2（PO4）3正极组装成全电池,并展现出了不错的电化学性能。Na3V2（PO4）3//Na3V2（PO4）3对称型全电池在1 C的电流密度下经过100次充放电循环之后容量保持率仍为82.4%（48.6 mAhg-1）,在2C的电流密度下平均可逆容量为45.6 mAhg-1,证明了自支撑Na3V2（PO4）3//Na3V2（PO4）3对称型全电池具有不错的应用前景。另外,Na4V2（PO4）3//Na3V2（PO4）3全电池在0.1 C的电流密度下也能够拥有3.0 V的较高放电电压。
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