氟化铁作为钠离子电池正极材料的制备及其改性研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:c0128
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,钠离子电池因资源丰富、价格低廉等优点,逐渐成为储能领域的研究热点。与此同时,钠离子较大的离子半径和较慢的动力学速率,成为制约储钠材料发展的主要因素,因此提高钠离子电池比能量并使其走向应用成为发展性能优异的储钠正极材料的重要目标。其中,氟化铁作为具有多个电子转化反应的正极材料,因其工作电位较高,理论比容量大及价格低廉等诸多优点,近年来被人们广泛关注和研究。在此背景下,本文以氟化铁为主要研究对象,并针对其导电性差和循环稳定性不佳等缺陷,采用不同的策略对其电化学性能进行了改性研究,其具体内容如下:(1)通过离子液体辅助沉淀的方法成功制备了类球形Cr3+掺杂的Fe2F5·H2O正极材料。研究结果表明,在保持Fe2F5·H2O晶体结构基本不改变的情况下,Cr3+掺杂会引起其晶胞参数略微减小。此外,电化学测试显示,掺杂量为5 wt.%样品表现出优异的电化学性能。在1.0-4.0V的电压范围内,0.1C(1C=200mAhg-1)的电流密度下,Fe1.95Cr0.05F5·H2O的首次放电比容量为357mAh g-1,经过100次循环之后,其比容量仍为171 mAh g-1。当电流密度增加到1C时,材料的首次放电比容量为147mAhg-1。与Fe2F5·H2O样品相比,Fe1.95Cr0.osF5·H2O样品显示出更高的放电容量,优异的循环稳定性和更好的倍率性能。(2)采用简易聚乙二醇(PEG)辅助溶剂热的方法,通过改变溶剂中高粘性的聚乙二醇的量来调控晶体的尺寸,从而得到了一系列形貌和尺寸各异的纳米结构FeF3·0.33H2O材料。基于不同量的PEG对形成不同形貌的材料的影响和机理进行了探讨。此外,测试结果表明,具有三维(3D)纳米结构的球形FeF3·0.33H2O表现出最佳电化学性能,在1.0-4.0V的电位范围内,0.1 C电流密度下,其首次放电容量高达551 mAh g-1,经100次循环后,其容量仍为206 mAh g-1,甚至在2.0C的电流密度下,该材料仍可以提供181 mAhg-1的高容量。(3)采用溶剂热的方法,经过自组装制备了中空多孔FeF3·0.33H2O微球,并使用不同量的AlPO4对其进行包覆。研究结果表明,适当的包覆处理可以有效地降低电荷转移阻力并提高钠的扩散速率。与原始FeF3·0.33H2O相比,AlPO4包覆量为4 wt.%的涂层样品显示出290 mAh g-1的高初始放电容量(电位范围为1.2-4.0 V,电流密度为0.1 C),良好的循环稳定性(80次循环后,比容量为211 mAh g-1)和优异的倍率性能(在2.0 C时,比容量可达167 mAh g-1)。
其他文献
随着数字技术和网络技术的不断成熟,数字媒体已经成为传媒体系中不可或缺的组成部分。数字媒体和中国画的结合,为数字媒体充实了内容,也为中国画艺术注入了新的活力,提供了更
为了理解一个知识点,或者是思考一个问题,人们可以借助不同的方法,动手操作、实践感悟绝对是这些方法中最为直观、生动和真实的一种途径。儿童的动手能力和操作欲望强烈,又处
聚醚醚酮(PEEK)作为一种高性能特种工程塑料,由于具有耐温等级高、优异的机械性能(耐疲劳、高韧性和刚性)、化学稳定性好以及绝缘、阻燃等特点,广泛地应用于航天航空、汽车制
都江堰是中国古代重要科技发明,是传统治水文化的典型代表,其中蕴涵着丰富的历史经验与智慧,具有极大的价值。都江堰工程顺应岷江的水文规律和地理特点,尊重自然、顺应自然规律的理念贯穿工程始终,使其禁得起上千年的时间考验。为提高大众对于都江堰的认知,宣传都江堰的水利文化,本文以都江堰三大水利工程宝瓶口、鱼嘴、飞沙堰为研究对象,结合虚拟现实技术,设计都江堰虚拟漫游系统,让用户能够在远距离浏览都江堰,并获取都
为了测定胶体四氧化二氮的饱和蒸气压,找出其在不同温度条件下的变化规律,采用静态法测试原理,自行设计建立了四氧化二氮胶体饱和蒸气压的测试装置,测得了常压下液体和胶体四氧化
大学生的语境体现时代特征、社会发展和生活气息,高校的思想政治教育重在情境创设。在情境的系统中,有一个方面必不可少且极其重要,几乎是情境的物流系统,这就是语境。不少学
在"大众创业,万众创新"的时代大背景下,越来越多的在校大学生选择自主创业。作为大学生开展创业的驱动力,创业意识在大学生创业教育中占有重要地位。本文以同济大学浙江学院
金属卤化物钙钛矿材料作为新型光电功能材料,具有低成本的可溶液加工,高色纯度,高量子产率以及较好的稳定性等优势,因此,基于钙钛矿材料的发光二极管(PeLEDs)在未来的照明和显示领域展示出极大的应用前景。但是纯的钙钛矿成膜质量较差,器件的载流子输运不平衡和内量子效率低等缺点一直是制约PeLEDs商业化发展的瓶颈。因此改善旋涂成膜质量,提高载流子输运平衡和增加内量子效率是提高PeLEDs发光效率的根本
居民生活质量提升是我国实现两个一百年工作的重点和难点,更是全民关注的焦点。党的十八大明确强调了居民生活质量提升的重要性,“十三五”规划中将人民生活水平和质量普遍提高作为重点规划,十九大和今年的两会再次将居民生活质量上升到社会主义现代化建设的核心地位。当然,关于如何提高居民生活质量的问题,众多学者针对影响居民生活质量的经济、社会等诸多因素做了大量研究。但这些研究都未考虑到影响居民生活质量的省市与区域
票据为动态的财产流转提供了便利,为经济活动中交易的双方提供了安全保障,其安全和便捷深深影响着商品交易的频率和效率,票据逐渐成为商事活动的重要工具。票据的功能和种类在其