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Na3(VOPO4)2F的制备与储钠性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着电动汽车的大力发展以及大规模储能的需求不断过大,人们对锂离子电池的需求越来越大。由于其资源有限,导致其成本迅速增加。我们都知道,钠和锂同族,具有类似的电化学性质。其广泛分布于海水当中,可谓取之不尽,用之不竭,其成本较低。对于那些对能量密度相对不高的储能电池领域,钠离子电池是其天然的替代物,近年来成为储能电池领域的新研究热点。

钠离子电池是大规模储能锂离子电池极有潜力的替代者之一,但钠离子电池的能量密度、倍率性能等还有待提高[1,2]。正极材料是钠离子电池的核心部件之一,对电池的性能和成本起着极为关键的作用[3]。 正极材料中,聚阴离子化合物因具有稳定的框架结构以及较大的钠离子传输间隙,具有长的循环稳定性和安全性。但是其电子导电性差,影响其倍率性能,提高材料的电子电导率,如表面碳包覆等,可以获得优异的电化学性能,具有潜在的应用前景。

yamaki 等[4]首先报道了 na3v2(po4)3在 1.2-3.5 v之间有140 mah#8729;g-1的可逆容量。随后,jian等[5]通过导电碳包覆提高材料的导电性,大大改善了材料的循环性能。其后,大量的研究工作集中于通过减小材料尺寸(缩短离子传输路径)、表面碳包覆(提高材料电子电导)和元素掺杂(提高材料的离子和电子导电性)等方式,来提升材料的电化学性能。同时电化学反应过程中的机理也被详细研究[6]。文献报道引入强电负性的f元素,可以提高材料的工作电压,从而提高材料的能量密度。并且因氟磷酸钒钠系列化合物,如 na3(vo1-xpo4)2f1+2x(0≤x≤1),稳定性强、工作电压高和能量密度高等优点,这类材料被作为钠离子电池正极材料受到广泛关注[8,9]

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2. 研究的基本内容与方案


2.1基本内容


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3. 研究计划与安排


第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。


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4. 参考文献(12篇以上)

[1] slater m d, kim d, lee e, et al. sodium-ion batteries [j]. adv. funct. mater,2013, 23(8): 947–958.

[2] palomares v, serras p, villaluenga i, et al. na-ion batteries, recent advances and present challenges to become low cost energy storage systems [j]. energy environ. sci,2012, 5(3): 5884–5901.

[3] larcher d, tarascon j m. towards greener and more sustainable batteries for electrical energy storage [j]. nat. chem,2015, 7(1): 19–29.

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