摘要钠离子电池相比锂离子电池，具有一定成本上的优势，且随着锂元素价格的升高，这种优势将更加明显。目前，制约钠离子电池商业化的主要瓶颈存在于正极的性能，因此想要提高钠离子电池的性能，必须开发出具有良好倍率性能和稳定性的新型正极材料。NaxMnO2作为一种经典的正极材料，在其中掺杂二维层状材料还原氧化石墨烯（reducedGrapheneOxide,rGO）有望实现对其性能的改进。实验证明，NaxMnO2/rGO复合材料具有良好的倍率性能和稳定性，在10C下200个循环后具有92%的容量保持率。同时，引入rGO也为钠离子电池正极材料改性提供了一些思路。

关键词 钠离子电池 正极 NaxMnO2/rGO复合 水热法

毕业设计说明书外文摘要

Title Research on controllable synthesis of layered Birnessite-LixMnO2 with high stability

Abstract：Compared with lithium-ion battery (LIB), sodium-ion battery (SIB) has some advantage in terms of cost, which will become even stronger with the rising price of lithium element. At present, the major obstacle to the commercialization of SIB lies in cathode. In order to enhance SIB performance, effort should be devoted to developing new cathode with high rate capability and stability. Doping 2D layered reduced graphene oxide into a classic NaxMnO2 system may improve its intrinsic performance. Experiment result suggests synthesis of a hybrid NaxMnO2/rGO cathode with good rate capability and stability (92% capacity retention rate after 200 cycles under 10C). Also, introduce rGO may cast light on SIB cathode enhancement method.

Keywords  Sodium-ion Battery  cathode  NaxMnO2/rGO Hydrothermal

目 次

1 绪论 1

1.1 基础NaxMnO2系统 6

1.2 氧化石墨烯（GrapheneOxide，GO） 9

1.3 本文的意义、研究内容及目标 16

2 实验方法 18

2.1 实验原料和实验仪器 18

2.2 材料合成方法 19

2.3 材料表征与电池性能测试 20

3 结果与讨论 21

3.1 选用rGO引入NaxMnO2的原因 21

3.2 Mn3O4/rGO的形貌特征 21

3.3 NaxMnO2/rGO嵌钠工艺研究 23

3.4 电池性能测试 25

结论 28

致谢 29

参考文献… 30

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1 绪论

随着全球人口的增长和发展中国家对于经济发展的需求，能源问题正成为当今世界的燃眉之急。目前，绝大部分能源生产依赖化石能源这一不可再生资源。同时，化石能源的燃烧会产生大量的二氧化碳气体，造成全球变暖。然而，化石能源的消费对环境的影响显著，不完全燃烧时会产生大量的固体废弃物和有害气体，严重污染环境。同时，对于化石能源的依赖使得许多国家产生能源危机，继而产生由于能源短缺造成的社会不稳定[1,2]。