堿金屬離子電池負極材料

第一章堿金屬離子二次電池概述1
1．1鋰離子電池2
1．1．1鋰離子電池發(fā)展歷程2
1．1．2鋰離子電池的構造及工作原理2
1．2鈉離子電池4
1．2．1鈉離子電池發(fā)展歷程4
1．2．2鈉離子電池工作原理5
1．3鉀離子電池6
1．3．1鉀離子電池發(fā)展歷程6
1．3．2鉀離子電池工作原理7
1．4負極材料7
1．4．1嵌入/脫出型負極材料8
1．4．2合金型負極材料11
1．4．3轉換型負極材料13
1．4．4復合型負極材料14
1．4．5有機類負極材料14
第二章堿金屬二次離子電池電極材料的表征方法15
2．1物理性能表征15
2．1．1場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）15
2．1．2透射電子顯微鏡（TEM）15
2．1．3拉曼光譜（Raman spectra）16
2．1．4X射線光電子能譜（XPS）16
2．1．5X射線衍射（XRD）16
2．1．6熱重分析（TGA）17
2．1．7比表面積及孔徑分析17
2．1．8傅里葉變換紅外光譜分析17
2．2電池的組裝及其電化學性能測試17
2．2．1極片的制備17
2．2．2扣式電池組裝17
2．2．3電化學性能測試18
第三章可溶鹽模板可控制備異質原子摻雜多孔碳負極材料19
3．1氮摻雜的多孔碳儲鈉性能研究19
3．1．1材料的制備20
3．1．2結構與形貌表征20
3．1．3電化學儲鈉性能25
3．2氮摻雜的多孔碳儲鉀性能研究29
3．2．1氮摻雜石墨烯第一性原理研究29
3．2．2材料的制備34
3．2．3結構與形貌表征35
3．2．4電化學儲鉀性能38
3．3硫摻雜的多孔碳儲鉀性能研究44
3．3．1硫摻雜石墨烯第一性原理計算44
3．3．2材料的制備47
3．3．3結構與形貌表征47
3．3．4電化學儲鉀性能51
3．4硼摻雜的多孔碳儲鋰、儲鈉性能研究59
3．4．1材料的制備59
3．4．2結構與形貌表征60
3．4．3電化學儲鋰、儲鈉性能62
小結70
第四章可溶鹽模板輔助構筑多孔碳/錫基復合負極材料71
4．1Ni3Sn2/C和Ni3Sn4/C復合材料儲鋰性能研究73
4．1．1材料的制備73
4．1．2結構與形貌表征74
4．1．3電化學儲鋰性能80
4．2CoSn@SnOx/CoOx@C復合材料儲鋰性能研究84
4．2．1材料的制備84
4．2．2結構與形貌表征85
4．2．3電化學儲鋰性能90
4．3Cu6Sn5@C復合材料儲鋰性能研究95
4．3．1材料的制備95
4．3．2結構與形貌表征95
4．3．3電化學儲鋰性能99
4．4SnO2@C復合材料儲鉀性能研究101
4．4．1材料的制備102
4．4．2結構與形貌表征102
4．4．3電化學儲鉀性能106
小結111
第五章可溶鹽模板輔助構筑多孔碳/銻基負極材料112
5．1SnSb@SnOx/SbOx@C復合材料儲鋰、儲鈉性能研究113
5．1．1材料的制備114
5．1．2結構與形貌表征115
5．1．3電化學儲鋰、儲鈉性能118
5．2SnSb@NC在醚基和酯基電解液中儲鉀性能研究126
5．2．1材料的制備126
5．2．2結構與形貌表征127
5．2．3電化學儲鉀性能132
5．3FeSb@NC復合材料儲鈉、儲鉀性能研究142
5．3．1材料的制備143
5．3．2結構與形貌表征143
5．3．3電化學儲鈉、儲鉀性能148
5．4低結晶度Sb@Sb2O3@C異質結構的儲鉀性能研究157
5．4．1材料的制備158
5．4．2結構與形貌表征158
5．4．3電化學儲鉀性能164
5．5BiSb@Bi2O3/SbOx@C復合材料儲鈉、儲鉀性能研究171
5．5．1材料的制備171
5．5．2結構與形貌表征171
5．5．3電化學儲鈉、儲鉀性能177
5．6Cu2Sb@3DPC復合材料儲鈉、儲鉀性能研究185
5．6．1材料的制備185
5．6．2結構與形貌表征186
5．6．3電化學儲鈉、儲鉀性能188
5．7CoSb@3DPCs復合材料儲鈉、儲鉀性能研究192
5．7．1材料的制備192
5．7．2結構與形貌表征192
5．7．3電化學儲鈉、儲鉀性能195
小結199
第六章富缺陷二氧化鈦/石墨烯復合負極材料200
6．1TiO2前驅體NH4TiOF3的氣相改性研究200
6．1．1材料的制備201
6．1．2結構及形貌分析201
6．1．3電化學儲鋰性能206
6．2TiO2/石墨烯氣相處理改性的研究212
6．2．1材料的制備213
6．2．2氬氣氣相改性TiO2與氧化石墨烯復合材料的結構及形貌分析213
6．2．3氬氣氣相改性TiO2與氧化石墨烯復合材料電化學儲鋰性能分析218
6．2．4氬氫混合氣體氣相改性TiO2與氧化石墨烯復合材料的結構及形貌分析221
6．2．5氬氫混合氣體氣相改性TiO2與氧化石墨烯復合材料的電化學儲鋰性能分析226
6．3TiO2/石墨烯液相處理改性的研究228
6．3．1材料的制備228
6．3．2液相改性TiO2材料的結構及形貌分析229
6．3．3液相改性TiO2的電化學儲鋰性能232
6．3．4液相改性TiO2與氧化石墨烯復合材料的結構及形貌分析233
6．3．5液相改性TiO2與氧化石墨烯復合材料的電化學儲鋰性能241
小結243
第七章納米四氧化三鈷負極材料缺陷結構調控及性能研究245
7．1激光輻照改性246
7．1．1材料的制備246
7．1．2材料結構及形貌分析247
7．1．3電化學儲鋰性能251
7．2氣相處理改性255
7．2．1材料的制備255
7．2．2材料結構及形貌分析255
7．2．3電化學儲鋰性能259
7．2．4電化學儲鈉性能262
7．2．5表面改性和化學缺陷定量的分析263
7．3液相處理改性271
7．3．1立方體Co3O4的NaBH4液相改性研究271
7．3．2Co3O4納米片的N2H4液相改性研究279
7．4不同形貌Co3O4改性處理的研究288
7．4．1材料的制備288
7．4．2激光輻照改性289
7．4．3氣相處理改性291
7．4．4液相處理改性295
小結297
參考文獻299