钠硫电池的组装与性能评价开题报告
2020-02-20 08:18:11
1. 研究目的与意义(文献综述)
钠硫电池由美国福特汽车公司于 1966 年提出[1],主要作为一种新型动力电池应用于电动汽车方面。但由于技术原因及安全性问题导致其在动力汽车方面发展受到限制,而同样作为动力电池的锂电池则具有很大的优势[2,3]。目前使用的各种储能技术[4]中,钠硫电池以其优越的性能,逐渐引起各国研发人员的重视[5]。钠硫电池是一种特性优良的二次电池,其高能量密度、高安全性、长寿命、运行维护方便的优点,是各种二次电池中成熟且具潜力的一种储能电池。近年来,钠硫电池已经广泛在电力系统中应用于负荷平定、削峰填谷、应急电源、风力发电等方面。目前,国内外学者广泛重视钠硫电池的研究,致力于解决钠硫电力储能经济运行及安全性方面,使钠硫电池更加安全经济,具备较强的市场竞争力。
一般情况下电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成。一般常规
二次电池如铅酸电池、镉镍电池等都是由固体电极和液态电解质组成,而钠硫电池正好相反,它是由熔融态电极和固体电解质组成,工作温度为300-500 ℃。构成其负极的活性物质是熔融金属钠,正极活性物质是液态硫和多硫化钠熔盐。由于硫是绝缘体(电阻率为107 Ω#8226;cm),所以硫通常是填充在多孔的碳或石墨毡里,碳或石墨毡作为正极集流体。固体电解质兼隔膜是一种专门用于传导钠离子并被称为β-al2o3的陶瓷材料,外壳则一般用不锈钢等金属材料。电池反应如下:
2. 研究的基本内容与方案
有序介孔碳(cmk-3)是广泛应用的碳材料[12].nazar 等[13]合成了高分子修饰的 cmk-3 / s复合材料,将其应用于锂硫电池,首周放电比容量达1320 mah#8226;g-1. 目前 cmk-3 / s 作为室温 na-s 电池正极材料的研究还鲜有报道. 本文拟合成一系列不同含硫量的介孔碳(cmk-3)/ 硫复合材料(cxsy)并组装成钠硫电池,并测试了室温下电化学性能。
1,cmk-3的制备
拟用一种简单的模板策略合成cmk-3。首先,取0.5 g的酚醛树脂,加入20毫升纯乙醇,在50 ℃下溶解完全。再加入2ml的正硅酸乙酯(teos),搅拌15min,得到淡黄色透明溶液。
3. 研究计划与安排
1)第1-3周:查阅相关文献资料,研究国内外背景,明确研究内容,了解研究所需条件。拟定方案,完成开题报告。
2)第4-14周:按研究方案开展实验(准备电极材料,进行表征。组装电池,进行电化学性能测试)。
3)第15周:整理实验数据,完成并修改毕业论文。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]k b hueso, m armand, t Rojo. high temperature sodium batteries: status,challenges and future trends[j]. energy &environmental science,2013,( 6) : 734 -749.
[2] 高晓菊,白 嵘,韩丽娟,等. 钠硫电池制备技术的研究进展[j]. 材料导报,2012,26(20):197.
[3] 王少龙,侯 明,王瑞山. 动力电池的研究现状及发展趋势[j]. 云南冶金,2010,39(2):75-80.