1. 研究目的与意义
科技发展到现在,电对于我们的日常生活已经不可或缺。不可再生资源日益紧缺,发展新能源成了当下的热点,但是这些能源像太阳能,风能,水能具有一定的时效性,需要使用储能设备进行存贮,因此无论是从应用和存储能源方面,都急需要发展出高效,绿色的储能电池。目前,锂电池由于其环境友好,能量储存大,寿命长的优点在新能源电池领域已经得到了很好的发展与应用,但是锂元素的储备并不丰富,由此科学家们则将目光转移到了资源更为丰富的na上,以钠为电极材料制备nib电池。
科学家们希望用钠代替锂做蓄电池,是因为从电化学原理上看,钠具有与锂相近的电化学性能,钠离子电池与锂离子电池的工作原理也十分相似。在电池进行充电时,钠离子从正极材料中脱出再经电解液嵌入负极,同时电子通过外电路流入负极。放电时则相反,钠离子从负极材料中脱出再经电解液嵌入负极。所以在研发钠电池电极时可以延续锂电池电极的制备原理。
虽然看上去nib电池近几年才开始兴起,实际上,自上个世纪八十年代便已经有科学家提出使用资源丰富的钠作为电池电极,但是由于有更易制备电池的锂电池的出现,钠电池的研制的进度才没有出现在公众的视角。直至今日,作为正极材料的钠已有不少选择,有过渡金属氧化物以及聚阴离子化合物等等。然而金属钠作为负极时,虽然比容量很高,但是在使用的过程中,容易形成支晶,容易刺穿电极隔膜,造成电池的短路,存在安全隐患。为此提出使用储钠的材料来作为钠离子电池的负极材料。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容:(1) 通过浏览各类学术网站如知网,web of science等等以及媒体,总结该课题研究材料的优势以及本身具备的现实意义。并查阅相关文献,收集需要的资料,对已有的资料进行分析,梳理制备掺杂铜的二硫化锡的流程,确定验证纳米结构储钠性能的基本操作。
(2) 寻找合适的原料,确定掺杂铜的摩尔比,具体化实验路线,进行实验操作。
(3) 对所得材料进行表征,如xrd、xps、sem、tem等。并与文献比对,利用所学知识做出分析。
3. 研究的方法与步骤
实验步骤:
按照一定的摩尔比将cu掺杂进sns2 结构中。
4. 参考文献
[1] yao s, zhang c, xie f, et al. hybrid membrane with sns2 nanoplates decorated nitrogen-doped carbon nanofibers as binder-free electrodes with ultrahigh sulfur loading for lithium sulfur batteries[j]. acs sustainable chemistry amp; engineering, 2020, 8(7): 2707-2715.
[2] wang c, li g, qin h, et al. strain engineering of layered heterogeneous structure via self-evolution confinement for ultrahigh-rate cyclic sodium storage[j]. advanced energy materials, 2022, 12(22): 2200403.
[3] qin g, liu y, han p, et al. self‐regulating organic polymer coupled with enlarged inorganic sns2 interlamellar composite for potassium ion batteries[j]. advanced functional materials, 2020, 30(45): 2005080.
5. 计划与进度安排
(1)2024-2-20~2024-3-10,毕业实习,完成课题开题报告。
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