项目名称: 硫化物石墨烯复合材料的储钠机理及其微观结构调控对性能影响研究

项目编号: No.21503178

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 瞿佰华

作者单位: 厦门大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 太阳能、风能、潮汐能等新能源发电是一类时效性绿色能源,这类可再生清洁能源的存储离不开能源存储设备。成本是绿色电网存储主要考虑的因素,钠离子电池相比于锂离子电池具有成本上的优势将有可能大规模应用到绿色储能电网领域。钠离子电池的研究主要在研究电极材料对性能的影响,特别是钠离子电池负极材料。在前期的工作中,我们发展报道了一种二硫化锡石墨烯(SnS2-RGO)复合材料展现出较好的钠离子电池负极性能。但是其储钠机理尚未清楚,深入的工作有待进一步完善。本项目拟对SnS2-RGO复合材料通过对其电压窗口调控,分析研究其储钠机理;并且利用原位XRD、TEM等表征手段,并且结合密度泛函DFT理论和第一性原理等理论计算揭示其复合材料的电化学储能机理;通过精细调控硫化物与石墨烯复合材料的微观结构以及电子传输特性,以进一步提高其电化学性能;最终建立硫化物石墨烯复合材料应用到高性能钠离子电池负极材料体系。

中文关键词: 石墨烯复合材料;硫化物;钠离子电池;电化学机理

英文摘要: Electrical energy storage is indispensable to any large-scale energy system that harvests energy from renewable but intermittent sources (sun, wind, tides and etc). Cost is the predominant consideration in the selection of the energy storage sub-system. The idea of sodium-ion batteries (NIBs) as a substitute of lithium-ion batteries for grid-scale energy storage was initially driven by cost considerations. The NIBs are still in the early stage of development and hence cell performance is determined mostly by the performance of the active materials, especially on anode. We have developed and reported a SnS2-RGO composite with excellent electrochemical performance as the anode of sodium-ion batteries on preliminary work. But the sodium storage mechanism is not yet clear and the thorough work remains to be further perfect. The project will control of the voltage window, analysis and study the mechanism of sodium storage on SnS2-RGO composites; The use of in situ XRD, TEM, and combining with DFT and first principles calculation reveals the electrochemical energy storage mechanism of the composite; Through careful incorporation of micro-structure with sulfide graphene composites and electronic transmission characteristics, to further improve its electrochemical properties; Eventually establish sulfide graphene composite will be applied to high performance NIBs anode system.

英文关键词: Graphene Composites;Sulphide;Sodium-ion Batteries;Electrochemical Mechanism

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