【摘 要】
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普鲁士蓝（PB）材料及其类似物（PBAs）具有理论容量高、电化学稳定性好、循环寿命长等优点。但简单沉淀法合成的普鲁士蓝材料含有大量的缺陷和结晶水,导致框架结构崩塌和钠离子存储能力的衰退。本课题旨在改进合成过程,从而制备高结晶度、低缺陷的普鲁士蓝材料,并探究其在钠离子电池上的储能特性。首先,设计简捷可行的合成路线,结合可控电沉积和共沉淀在碳纤维布（CFCs）上生长高结晶度、低缺陷的六氰化钴铁酸钾,即
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普鲁士蓝（PB）材料及其类似物（PBAs）具有理论容量高、电化学稳定性好、循环寿命长等优点。但简单沉淀法合成的普鲁士蓝材料含有大量的缺陷和结晶水,导致框架结构崩塌和钠离子存储能力的衰退。本课题旨在改进合成过程,从而制备高结晶度、低缺陷的普鲁士蓝材料,并探究其在钠离子电池上的储能特性。首先,设计简捷可行的合成路线,结合可控电沉积和共沉淀在碳纤维布（CFCs）上生长高结晶度、低缺陷的六氰化钴铁酸钾,即Co-HCF@CFCs电极。Co-HCF@CFCs在水系钠离子电池中展示出较高容量,在1.0 A g-1的速率下,容量为92 m Ah g-1。通过CV和GITT分析表明,Co-HCF@CFCs在水系钠离子电池中具有较快的扩散动力学和较高的扩散系数。且基于Co-HCF@CFCs制备的柔性水系电池,在弯曲角度高达180°时也表现出了优异的性能。Co HCF的优点使其在大规模储能系统中具有良好的实际应用前景。其次,钠离子电池具有高比容量的优势,而金属锌负极具有低成本和稳定性高的优点。钠-锌双离子电池可以同时发挥两者的优势,既能具备稳定性高、价格便宜的特点,也具备较高容量的优势。Co-HCF@CFCs电极与金属锌负极组成全电池,在1.0 A g-1的速率下,容量为80 m Ah g-1,400圈循环后,电池容量仍保持75 m Ah g-1,容量保持率为93%,说明该材料具有较高稳定性。可在水系电池中发挥安全性好、比容量高、稳定性高的优势。第三,通过结合共沉淀法和还原法的办法,制备高结晶度、低缺陷的普鲁士蓝材料。首先通过简单的改性共沉淀法合成(FexMn3-x)Fe（CN）6,之后通过在Na I化学还原途径制备Na2(FexMn3-x)Fe（CN）6。由此获得的高结晶性、低空位Na2(FexMn3-x)Fe（CN）6纳米晶体,表现出极高的电化学活性。其在有机钠离子电池中展现出较高比容量,在0.02 A g-1的电流密度下,容量达到88 m Ah g-1。通过此方法可以得到高结晶度,低缺陷的普鲁士蓝材料,在未来有着广阔的应用前景。
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