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Synthesis of Sb2O3@C Core-Shell Nanostructures for Na-Ion Battery

Synthesis of Sb2O3@C Core-Shell Nanostructures for Na-Ion Ba...

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作者： Aleeshia Diane Odeshia DEER 湖南大学

学位级别：硕士

锂离子电池由于具有高的能量密度和长的循环寿命在电动汽车和其他移动设备中有重要的应用。然而,金属锂资源储量有限,同时锂离子电池制作成本相对较高,使得锂离子电池进一步的大规模应用受到诸多限制。而金属钠的储量很丰富,钠离子电池... 详细信息

锂离子电池由于具有高的能量密度和长的循环寿命在电动汽车和其他移动设备中有重要的应用。然而,金属锂资源储量有限,同时锂离子电池制作成本相对较高,使得锂离子电池进一步的大规模应用受到诸多限制。而金属钠的储量很丰富,钠离子电池也有高的容量和优异的循环稳定性。其中,金属锑(Sb)在被用作Sb@C钠离子电池方面展现出了高的可逆容量和循环稳定性,因此受到了极大关注。在本论文的研究中,我们采用SbCl为前驱物制备了SbO@C复合物并应用于钠离子电池研究,之所以选择SbO@C是因为其高的理论容量(660 mAh g)。基本实验原理是SbCl在液相环境中被氧化成SbO,随后组装成纳米颗粒结构,由于吡咯的聚合作用,最中实现C包覆。所得材料干燥退火以后直接作为钠离子电池负极材料组装电池。在充放电过程中,钠离子在电池正负极穿梭实现电池的充放电。电池的性能主要由负极材料可逆的存储钠离子的总量决定。在完成论文的过程中,首先需要学习溶液配制以及实验室的基本操作。这些必要的操作对成功制备负极材料有重要的意义。材料的形貌和组成通过SEM和Raman进行表征。SEM和Raman的结果证实了可以成功制备SbO@C纳米颗粒结构,为了提高结构稳定性和C的电导率,进行了后续的退火处理。电池的性能通过电池测试系统进行测试,测试结果表明这种复合结构在0.1 A g的电流密度下的可逆容量高达440 mAh g,经过500次循环以后,容量几乎没有衰减。尽管材料的容量没有达到其理论容量(660 mAh g),但是材料展现出了非常优异的充放电循环稳定性。结合实验结果,可以确定,这种液相的溶剂混合方法是一种可靠的制备高钠离子电池SbO负极材料的方法。

关键词：三氧化二锑钠离子电池溶剂浆过程碳涂料纳米结构核壳

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