导　　师： 张磊

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 伴随便携式可穿戴电子产品行业的快速发展，柔性储能装置吸引广泛关注。其中，钠离子电池由于使用的钠盐储量丰富，价格低廉优势，且能量密度可与磷酸铁锂电池相媲美，有望成为下一代储能体系。电极材料作为电池关键部件很大程度上决定电池的性能和成本。因此，设计和制备柔性电池材料对推动储能体系发展具有重要研究意义。钛基材料因其独特结构实现钠离子可逆脱嵌，且种类丰富、资源广泛、环境友好等特点，已成为钠离子电池重要负极材料。然而，由于宽带隙造成低导电性，大表面能导致层状重堆积，以及钠离子脱嵌引起体积形变等问题，钛基材料的储钠动力学受到极大限制。因此，本论文以钛基材料为研究主体，围绕提高储钠动力学的结构设计，提出限域转化策略，制备出多种柔性钛基电极材料，并用于钠离子储存。具体研究内容如下：　　(1)通过真空抽滤法结合水热法制备了由超薄钛酸钠(NTO)层和还原氧化石墨烯(rGO)层组成的柔性薄膜。NTO层限域在rGO层中，并与rGO层组装成夹层三明治结构。这种三明治结构能有效地阻止NTO层自堆积，同时加快电子传递和钠离子传导。柔性NTO/rGO膜具有良好的机械性和柔性，直接作为钠离子电池负极材料。柔性NTO/rGO电极在5Ag?1电流下，经过10000圈循环后，容量维持72mAhg?1，表现出超高循环稳定性。同时，柔性NTO/rGO电极也具有优异的倍率性能，在5Ag?1的电流密度下，容量还有97mAhg?1。　　(2)提出采用静电纺丝法结合水热法制备出柔性钛酸钠/多孔碳(NTO/PC)纤维。在水热反应下，NTO片层在碱溶液转化生成同时，碳纤维被刻蚀形成表面的孔洞和内部的孔道组成分级多孔结构，能有效提高电解液浸润性和离子快速传递。NTO/PC纤维薄膜经过弯曲、折叠和扭曲后，仍可以恢复原形并保持完整，

关 键 词： 负极材料 钠离子电池 柔性电极 限域转化 循环稳定性