SnSb纳米合金的构筑设计及其储钠机制的研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

社会的进步使能量的消耗越来越大,因此,寻求清洁的可再生能源成了当下的重要任务。目前,锂离子电池在储能与汽车领域依然是主流,然而,当前的锂离子电池已经开始显得性能不足了,并且由于锂的储量有限,高质量锂离子电池价格高昂,人们迫切需要一种性价比更高的高性能电池。

由于天然钠的高丰度与使用铝箔代替铜作为阳极集流体的可能性,钠离子电池有望成为新一代主流储能设备。尽管金属锂和钠同处在第一主族,使它们具有相似的化学性质,但是钠离子相比于锂离子具有更大的半径和摩尔质量使的它在刚性材料的可逆脱嵌和动力学过程受到了阻碍,1963年,福特公司的J. T. Kummer等人发明了以金属钠为负极、硫为正极的高温电池,即钠硫电池。这种电池具有能量密度高的特点,同时电池原料来源方便,成本低,适合大规模应用。电池的最关键技术是电解质,经过研究,人们找到了适合作为钠硫电池电解质的材料——β’’氧化铝,在攻克电解质制作技术后钠硫电池便逐步得到发展。20世纪70年代未,在钠硫电池的基础上,南非人Johan Coetzer教授提出以金属氯化物作为正极的高温二次电池,称为钠/金属氯化物电池。如今,这两种电池是技术最成熟、应用最广泛的高温二次电池。

然而,该类电池一个巨大的挑战——没有合适的负极材料。例如,用于 LIBs 的商业化阳极材料——石墨,表现的钠离子容量几乎可以忽略不计。

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