三维有序介孔Sn4P3/C复合负极材料的制备及其储钠/钾性能开题报告
2020-02-20 10:02
1. 研究目的与意义(文献综述)
近年来,人类过度使用化石能源引起的能源与环境危机严重影响了人类社会的可持续发展,这不仅使不可再生资源的存储量大幅减少,还引发了严重的环境、气候和健康安全等问题。在构建新能源社会中,能源的储存和转换已成为制约世界经济可持续发展的重要问题。电化学储能具有方便、高效等优点,被认为是一种较理想的储能方式[1]。
在目前电化学的各种技术中,锂离子电池由于具有工作电压高、容量高、自放电小和循环寿命长等优点广泛的应用于便携式电子市场,并成为电动汽车和大规模储能系统用动力电源的首要选择。然而,锂离子电池的应用与推广一直以来都受到了锂的资源储量限制,全球锂资源基础储量(碳酸锂计)约为58 m吨可开采储量约为25 m吨,且锂矿部分不均匀。以目前全球碳酸锂年消耗量约为7至8万吨估算,预计可开采时间不超过50多年[2]。因此,开发其它廉价可替代锂离子电池的相关储能技术非常关键。
钠作为锂的同族金属元素,不仅各项物理化学性质都与锂接近,而且资源丰富、成本低廉[3],这使得钠离子电池日益得到研究学者的关注,并极有可能成为替代锂离子电池的理想储能电源[4]。此外,钾属碱金属元素,其化学性质以及储量与钠元素相似,作为电池材料具有以下优势:资源丰富,钾资源在地球上的储量丰富,占地壳的2.09%,与钠资源(2.36%)接近,是锂资源(0.0017%)的1000多倍,钾的价格相对锂资源要低很多,与li 和na 相比,k 的原子量(39.10)和半径(1.38aring;,1aring; = 0.1 nm)均比较大,这会降低活性物质质量能量密度和体积能量密度,碱金属离子的磷基阳极电池很有吸引力并且具有高能量密度[5]。
2. 研究的基本内容与方案
(1)研究的基本内容:本研究利用超分子自组装法制备具有三维大介孔结构的sn4p3/c,以缓冲体系变化并提高其导电性,从而提高其电化学储钾性能,并简单探讨其机理。
(2)研究的目标:制备具有三维大介孔结构,良好的导电性以及储钾性能的sn4p3/c。
(3)研究采用的方案:挥发自组装制备有序大介孔snp - c复合材料
3. 研究计划与安排
第1——3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需实验进程。确定方案,完成开题报告;
第4——7周:合成聚吡咯包覆的红磷/碳复合负极材料;
第8 ——12周:完成材料的电化学性能测试。;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 刘欢. 钠离子电池碳基负极材料研究[d]. 北京化工大学, 2017.
[2] 周丹. 锂/钠离子电池负极材料的设计及性能研究[d]. 北京科技大学, 2017.
[3] 吴琳. 钠离子电池合金负极材料及其结构设计[d]. 武汉大学, 2015..
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