發(fā)布時間：2024-10-03 01:14

　　二十一世紀是經濟和科技高速發(fā)展的時代,同時也伴隨著大量傳統(tǒng)化石能源的消耗。如果不開發(fā)利用可再生的清潔能源,化石能源在不久的將來必將消耗殆盡,并導致溫室效應和嚴重的環(huán)境污染,因此,開發(fā)綠色的可再生能源迫在眉睫。由于這些可再生能源的不連續(xù)性和間歇性,亟需研發(fā)先進的儲能設備,以便在任何時間都可以穩(wěn)定連續(xù)的輸出電能。在各種儲能設備中,鋰離子電池（LIBs）由于其高安全、高能量/功率密度、輕便、環(huán)保、儲能效率高等優(yōu)勢脫穎而出。目前,鋰離子電池已經成功的應用于各種電子產品、動力汽車和儲能電站等領域。鋰離子電池的儲能性質主要取決于正極和負極材料,當前商業(yè)化使用的負極材料主要是石墨或含少量錫（或硅）的碳基復合材料。為了很好的滿足人們對高比能電池的需求,研發(fā)具有高理論比容量的負極材料替代低理論比容量的石墨負極(372 mAh g^-1),是提高電池能量密度的關鍵。在各種負極材料中,基于轉化反應的錳基負極材料由于其高的理論比容量(>750 mAh g^-1,是石墨負極材料的兩倍)、元素豐度高、環(huán)境友好、多電子轉移、高度可逆的轉化反應、優(yōu)異的儲能性質等優(yōu)點而被廣泛...

【文章頁數】：145 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1(a)鋰金屬負極在二次電池中的困境[22]

有高比能的鋰/鈉電電極材料是實現現代化綠色可持續(xù)發(fā)展道路的關鍵，這也符合“十三五”規(guī)劃的戰(zhàn)略需求。1.2鋰/鈉離子電池發(fā)展簡介鋰離子電池的發(fā)展最早可追溯到19世紀70年代，Exxon(�？松�)公司將TiS2作為電極材料實現了鋰離子的可逆脫嵌，由于鋰枝晶生長、能量密度....

圖1-2鋰離子電池的內部組成及其工作原理

圖1-2鋰離子電池的內部組成及其工作原理[23]。應：LiCoO2+6CLi1-xCoO2+LixC6JohnB.Goodenough教授報道了在容量、循環(huán)壽命和磷酸鹽類正極材料。石墨材料由于具有低的嵌鋰電勢穩(wěn)定的鈍化膜，還可循環(huán)1000圈以上而成為商業(yè)化....

圖1-3各類電池的發(fā)展路線圖

圖1-3各類電池的發(fā)展路線圖[26]。的LiMn2O4[29,30]和橄欖石型的LiFePO4[31-33]，它們在實際應用中傳140-170mAhg-1[34]。近年來發(fā)展的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiNi0.8Co料的能量密度更高，約20....

圖1-4鋰離子電池核心材料的發(fā)展現狀和未來一段時間的發(fā)展趨勢

圖1-4鋰離子電池核心材料的發(fā)展現狀和未來一段時間的發(fā)展趨勢[37]。大類。前者可分為石墨碳和無定形碳；后者種類眾多，有過渡金屬基負極、合金極、氮化物負極等。其中，硅基負極復合材料被認為是最有潛力的下一代高比能材料，它的理論比容量高達4200mAhg-1，能夠大幅度地提....

本文編號：4006580