理论研究s、n掺杂石墨烯在锂（钠）离子电池电极材料中的应用

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1、万方数据理论研究S、N掺杂石墨烯在锂(钠)离子电池电极材料中的应用第四章氮掺杂石墨烯对Na原子的吸附性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．2计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．3结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3．1Na原子的吸附机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3．2Na原子的存储容量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45第

2、五章氮掺杂石墨烯在对多硫化钠Na2S。吸附性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．2计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯475．3结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．3．1多硫化钠Na2Sx(1≤x≤4)的几何结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．3．2氮掺杂石墨烯对Na2Sx的吸附研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50第六章结论和展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯526．1结

3、论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯526．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．54致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66硕士期间学术成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．67VI万方数据江苏大学硕士学位论文第一章绪论能源是社会经济发展的基础，是现代人类文明发展的基石。以石油、煤炭为代表的化石能源已探明的储量在未来的四五十年内将基本耗尽，基于如

4、此严峻的形势所需，能源革命的时代已经到来【l】。在人类历史发展的进程中，能源革命总是伴随着人类社会的巨大发展与飞跃，从钻木取火(以木材为能源)到以煤炭为能源基础的第一次工业革命，到后来出现以电力为基础的第二次工业革命，及至第三次工业革命开发的原子能等都促进了人类社会的进步和工业的极大发展。随着现代文明的发展，人们逐渐认识到以新能源应用为代表的能源革命即将到来，这将会成为人类历史上的第四次工业革命‘21。近年来，我国“十二五”计划明确提出了优化能源结构，大力发展可再生能源和新能源的方针政策，以锂离子电池、镍氢电池、钠硫电池和燃料电池为代表的高效储能新能源二次电池成为理想选择

5、。此外，便携电子器件、电动汽车、大容量电源系统和国防科技等飞速发展的领域都对二次电池性能提出了更高的要求，电池对社会发展的意义越来越重要。而在诸多电池系统中，锂(钠)离子电池具有能量密度高、输出电压高、使用寿命长、自放电率低和环境友好等优点，是最具发展前景的电能存储系统之一。1．1新能源材料20世纪80年代以来，世界经济进入了一个快速发展的阶段，人们生活水平不断提高，全球人口的数量也在不断增长，能源消耗加剧，主要化石燃料在可预见的几十年内都会消耗殆尽，同时化石燃料的粗犷式应用导致全球环境状况持续恶化。因此如何发展新型能源，尤其是发展可持续的、无污染的清洁能源(如太阳能、风

6、能、地热、潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能等)是全世界目前面临的紧迫问题。由于太阳能、风能等属于间歇性可再生清洁新能源，其大规模开发与发展需要有与之配套的高效储能装置。而新能源材料从概念上讲其实就是新近发展的、正在研发的一些具有能量存储或能量转换功能的材料，也是性能超群的一些功能材料。新能源材料被有些学者具体划分成三类：新能源技术材料、能量转换与能量存储材料和节能材料【3J。在这个此分类中，新能源技术材料是太阳能、氢能、1万方数据理论研究S、N掺杂石墨烯在锂(钠)离子电池电极材料中的应用核能、风能、地热和海洋潮汐等新型可再生能源技术中所用到的材料；能量转换与储能材料

7、是各种能量转换与能量存储装置所使用的那些材料，是发展研制各种新型、高效能量转换与能量存储装置的关键、包括太阳能电池材料，锂(钠)离子电池材料、镍氢电池材料、燃料电池材料、超级电容器和热电转换材料；节能材料是能够提高能源利用率、节约能源所使用的材料，例如超导材料等。由以上分类可以看出，新能源材料中的能量转换与储能材料的研究决定着今后高效能储能装置的发展，从而支撑着新能源的开发利用。在众多电化学储能的装置中，锂(钠)离子电池、钠硫电池、铅酸电池、镍氢电池、燃料电池、超级电容器等根据其特点被应用在不同领域。但是上述这些储能器件都存在