1。1。2 钠离子电池正极材料 3

1。1。3 钠离子电池负极材料 4

1。2 提髙碳材料比容量的方法 5

1。3 原子掺杂对电极材料性能的影响 6

1。4 碳纳米笼 7

1。4。1 碳纳米笼概述 7

1。4。2 碳纳米笼的制备 8

1。4。3 硫掺杂对碳纳米笼性能的影响 8

1。5 实验的目的和意义 8

2 实验部分 9

2。1 实验原料 9

2。2 实验仪器 9

2。3 实验装置 10

2。4 硫参杂石墨纳米笼样品的制备 11

2。5 样品的性能表征 12

2。5。1 X射线衍射仪（XRD） 12

2。5。2 高分辨率透射电子显微镜(HRTEM) 12

2。5。3 X射线光电子能谱(XPS) 12

2。6 电池的组装和测试 12

2。6。1 电极的制备 12

2。6。2 电池的组装 13

2。6。3 电化学测试 14

3 实验结果与讨论 15

3。1 X射线衍射（XRD）测试 15

3。1。1 硫参杂石墨纳米颗粒的分析 15

3。1。2硫参杂石墨纳米笼的分析 16

3。2 透射电子显微镜（TEM）观察 16

3。2。1硫参杂石墨纳米颗粒的观察 16

3。2。2硫参杂石墨纳米笼的观察 18

3。3 X射线光电子能谱(XPS)测试 18

3。4电化学测试 19

4 结论 21

致 谢 22

参考文献 23

1 绪论

由于人类对化石能源不加节制的开发与利用，能源的短缺以及环境的污染已然成为我们不可避免的严峻问题。为解决这一当务之急，人类早已开始研究、开拓可再生清洁能源，如风能、太阳能、水能、地热能、海洋能等，但大部分可再生清洁能源都具有不可控和间歇性的缺点，在能源供给方面存在着不足。论文网

与此同时，锂离子电池的研发已日渐成熟，锂离子电池已在便携式电子设备领域广泛使用。在日常生活中，随处可见。然而，随着社会能源结构的不断发升级，电子信息产业也得到了快速的发展，这就对其配套的电池储能技术有了更高的要求，需满足安全性高、功率大、成本低等特性。但由于锂元素的储量有限，锂离子电池的成本一直居高不下，这成为了锂离子电池无法大规模应用的重要因素。近年来，因为钠元素的储量丰富，是锂元素的420倍，并且钠离子电池与锂离子点的的工作原理相似，所以从降低成本的角度出发，人们正不断进行着钠离子电池技术的研发以求替代锂离子电池。就钠离子电池的正极材料方面而言，人们已经基于锂离子电池技术的成熟，研发了如钠的过渡金属氧化物、有机化合物和钠的磷酸盐等正极材料。但在钠离子电池负极材料方面的研究却不尽如人意，因为钠离子的半径较锂离子的大，约为锂离子半径的1。5倍，这与已经商业化的石墨负极材料中的石墨层间距不匹配，导致钠离子在石墨层中嵌入与脱出会有所限制，使得石墨负极材料的储钠能力较差，使用性能无法达到要求。目前，运用于钠离子电池负极材料的科学研究中，比较常见的有碳基材料、金属氧化物材料、金属或合金材料等。其中，碳基材料因其成本低、容量高、充放电时体积膨胀小等优势，具有很好的实用前景，倍受人们的关注和研究。本文就碳基材料为重点研究探讨适合钠离子电池实际应用的负极材料[4,10]。