过渡金属复合物锂钠离子电池负极材料的制备及其电化学性能研究

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1、分类号O63学校代码10590UDC540密级公开深圳大学硕士学位论文过渡金属复合物锂/钠离子电池负极材料的制备及其电化学性能研究学位申请人姓名江靖专业名称化学学院（系、所）化学与环境工程学院指导教师姓名朱才镇深圳大学学位论文原创性芦明和使用授权说明原创佳芦明本人郑重声明:所呈交的学位论料的制备及其电化学性能研宄》是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以

2、明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签各乙日期:冫。I〕年r月I1日嵫学位论文使用授权说明(必须装订在印刷本首页)本学位论文作者完全了解深圳大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属深圳大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其他机构送交论文的电子版和纸质版,允许论文被查阅和借阅。本人授权深圳大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检萦,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(涉密学位论文在解密后适用本授

3、权书)论文作者签名:瓦讠仫日期:冫口

4、i年r月l9日日期:,~四年r月`?日摘要世界经济飞速发展，我们对能源的需求越来越大，传统化石能源的消耗越来越快，终将被消耗殆尽。面对即将到来的能源危机，诸如太阳能、风能、潮汐能等等可再生能源被人们大力开发使用。这就意味着绿色能源需要更好的能源储存和转换设备，而锂离子电池正是里面的佼佼者。但是用石墨负极材料生产的锂离子电池容量已经满足不了人们的需求而且锂资源的探明储量有限且快速消耗，导致价格上涨、生产成本升高。因此，锂电性能的提高、以及电池材料的多样化成为解决

5、当前问题的重要手段。实际上，钠元素具有储量丰富、价格便宜、环境友好等特点，有望能够代替锂离子电池成为大型电站的储能的理想选择。无论钠离子电池还是锂离子电池都需要提升电化学性能。过渡金属复合物具有初始容量高、电化学性能良好和较低的成本等优点从而成为理想的电极负极材料。本论文主要通过合成路线的设计和优化，可控的制备出具有特殊形貌和结构的过度金属氧化物和硒化物，作为锂/钠离子电池时具有优异的电化学性能。以亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6]·3H2O)为铁源，分别以醋酸铜为铜源、乙酸锰为锰源、硒粉为硒源，

6、通过工艺参数的优化，可控的制备了具有立方体框架结构、中空、多孔的Cu/Fe复合氧化物和Mn/Fe复合氧化物以及FeSe2复合物。利用XRD、SEM、TEM等分析技术对材料进行了表征，利用电化学测试方法对以上三种材料的电化学性能进行了评价，结果如下：制备的Cu/Fe复合氧化物的最佳热处理温度为750℃，该材料作为锂离子电-1池负极性能优越，首次放电容量为1251mAhg，经过30圈循环后容量为1024mA-1hg，容量保持率高达81.85%。制备的Mn/Fe复合氧化物的最佳热处理温度为600℃，该材

7、料作为锂离子电-1池负极性能优越，首次放电容量为1276mAhg，经过30圈循环后容量为1100mA-1hg，容量保持率高达86.21%。制备的FeSe2复合物的最佳热处理温度为450℃，该材料作为钠离子电池负I-1极性能表现突出，首次放电容量为538mAhg，经过30圈循环后容量为600mAh-1-1g，储钠能力增强，并且具有很好的倍率性能，在1Ag的大电流密度下循环100-1圈后容量高达585mAhg。本实验制备了Cu/Fe复合氧化物和Mn/Fe复合氧化物以及FeSe2复合物，并测试了其电化学

8、性能。而且，本实验不仅改善了电池性能，还给电池提供了一个新的选择。关键词：锂离子电池，钠离子电池，过渡金属复合物IIAbstractThesedecadeswitnessthatthereisasharplyprogressingnecessityofenergy,forthedevelopingeconomyandtechnology.Therefore,traditionalfossilrecourseisincreasinglyconsumingonadaybasis,anditseemst

9、hatitisgoingtobeexhaustedsoonerorlater.Inordertosolvesuchupcomingenergycrisis,renewableenergieshavetodevelopurgently,suchassolarenergy,windenergy,tidalenergyandthelikes.Toputitinanotherway,thisrevealsthatthegreenenergydemandsabetterenergystora