维普论文检测系统/IP PAPER CHECK SYSTEM基于原位电化学衍生钠硅负极钠离子电池组装及电化学特性研究【原文对照报告-大学生版】报告编号：4a043ebab2814ed2检测时间：2021-04-2716：16：16检测字符数：10472作者姓名：欧阳锦宇所属单位：许昌学院全文总相似比复写率他引率自引率专业术语检测结论：20.4%18.56%1.84%0.0%0.0%其他指标：自写率：79.6%高频词：材料，超声，复合，复合材料，电池典型相似文章：无指标说明：复写率：相似或疑似重复内容占全文的比重他引率：引用他人的部分占全文的比重自引率：引用自己已发表部分占全文的比重自写率：原创内容占全文的比重典型相似性：相似或疑似重复内容占全文总相似比超过30%专业术语：公式定理、法律条文、行业用语等占全文的比重总相似片段期刊：10博硕：26综合：0相似片段：74外文：0自建库：0互联网：38检测范围：中文科技期刊论文全文数据库中文主要报纸全文数据库中国专利特色数据库博士/硕士学位论文全文数据库中国主要会议论文特色数据库港澳台文献资源外文特色文献数据全库维普优先出版论文全文数据库互联网数据资源/互联网文档资源高校自建资源库图书资源古籍文献资源个人自建资源库年鉴资源IPUB原创作品时间范围：1989-01-01至2021-04-27维普论文检测系统VIP PAPER CHECK SYSTEM原文对照颜色标注说明：■自写片段■复写片段（相似或疑似重复）口引用片段（引用）■专业术语（公式定理、法律条文、行业用语等）基于原位电化学衍生钠硅负极钠离子电池组装及电化学特性研究摘要近年来，金属钠由于资源丰富，价格低廉等特点，被广泛应用于可充电电池领域。但由于钠离子半径比锂离子大，导致其在电极材料中嵌脱缓慢，从而影响电池的循环稳定性和倍率性能。因此，探索合适的储钠电极材料，弥补这一缺陷尤为重要。相比正极材料，负极材料因石墨储钠量甚微，使得具有良好储钠特性的负极材料的研发更为迫切。在众多储能负极材料中，硅材料在自然界资源丰富、廉价易得、导电性好等特点，被用于储能器件的负极材料。但硅在深度脱嵌钠离子过程中体积会发生显著的变化，容易引起硅粒破裂和粉化现象，导致硅粒与基底之间发生分离，电池内阻增加、容量快速下降、循环性能变差等缺陷。因此，硅负极综合电化学特性的提升受到科研工作者广泛关注。本设计预通过合成Si02/Si@SCDC核壳结构材料，以缓解硅在嵌脱钠的过程中体积膨胀，从而提高复合材料的导电性能的设想。X射线衍射（仪D)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明，采用超声辅助煅烧处理方法成功合成Si02/Si@SCDC复合材料。当以Si02/Si@SCDC复合材料工作电极组装成半电池，并对其进行充放电和循环稳定性测试、阻抗测试、CV测试时，发现其呈现了优异循环稳定性和250mAhg-1的比容量。关键词：钠离子电池：柠檬酸钠衍生碳(SCDC);Si02/Si@SCDC复合材料ABSTRACTIn recent years,metallic sodium has been widely used in the field of rechargeable batteries dueto its abundant resources and low price.However,because the radius of sodium ions is larger thanthat of lithium ions,its embedding in the electrode material is slow,which affects the cyclestability and magnification performance of the battery.Therefore,it is particularly important toexplore suitable electrode materials for sodium storage to remedy this defect.Compared with thepositive electrode material,the negative electrode material has little sodium storage capacity dueto graphite,which makes the research and development of the negative electrode material with goodsodium storage characteristics more urgent.Among many energy storage cathode materials,siliconmaterial is rich in natural resources,cheap and easy to obtain,good electrical conductivity andother characteristics,is used in the energy storage device anode material.However,the volume ofsilicon in the process of deep deintercalation of sodium ions will change significantly,which iseasy to cause the phenomenon of silicon particle rupture and powder,resulting in the separationbetween silicon particle and substrate,the increase of internal resistance of the battery,therapid decline of capacity,poor cycling performance and other defects.Therefore,the improvement ofcomprehensive electrochemical characteristics of silicon anode has attracted extensive attention ofresearchers.This design is designed by synthesizing Si02/Si@SCDC core-shell structure material,inorder to alleviate the silicon volume expansion in the process of inlaying sodium,so as to improve2维普论文检测系统VIP PAPER CHECK SYSTEMthe electrical conductivity of the composite material.The results of X-ray diffraction (XRD)andscanning electron microscopy (SEM)showed that the Si02/Si@SCDC composite was successfullysynthesized by the method of ultrasonic assisted calcination.When Si02/Si@SCDC composite workingelectrode was assembled into a half battery,and the charge and discharge and cycle stability tests,impedance tests,CV tests were carried out,it was found that it presented excellent cycle stabilityand specific capacity of 250 mAh g-1.Key words:Sodium ion battery:Sodium citrate derived carbon (SCDC):Si02/Si@SCDC compositematerial1引言锂离子电池是现在市场最流行的电池之一。锂离子电池主要以钴酸锂、磷酸铁锂、三元或锰酸锂为正极，用石墨等碳材料作负极，有比较好的比容量和稳定性，但是在能量密度和循环寿命上还有很大的缺陷。同时，锂金属在自然界中的存在资源短缺、成本高、不环保等问题，抑制了锂离子电池的发展和生产。所以研究人员开始探索资源丰富、成本低、安全环保的可替代电化学储能器件[1]。钠金属在自然界中资源丰富，廉价易得，除钠离子和锂离子有很大的相似之处，钠离子电池的工作原理与锂离子电池的工作原理也具有很高的相似性，而且在离子导电率相同的时候，钠盐比锂盐电解液用量少，成本相对降低：其次，由于钠离子电池内阻比锂离子电池高，钠离子电池的安全性能比锂离子电池高；最后，钠离子界面动力学能力较好，溶剂化能力更低，钠离子电池逐渐成为研究的热门。但是钠离子在做电极材料过程中嵌入/脱出缓慢，影响电池的循环稳定性和倍率性能，制约了它的发展，因此为了更好地满足产业化应用需求，钠离子电池还需要进步提升比能量、循环寿命、倍率性能[2]。在钠离子电池电极材料方面，正极材料非常丰富，且实现了较好的产业化应用，而负极材料非常紧缺，所以它的研究成为重中之重。研究人员发现硅在做负极材料过程中有很大的实用性，并且硅在自然界中资源非常丰富、低廉易得，成为了继石墨之后的研究热门材料。硅理论比容量非常高，达到了4200mAh·g-1(Na4.4Si),是石墨材料比容量的10多倍。然而，硅负极材料在商业化应用中受到了很大制约，硅在深度脱嵌钠的过程中体积会发生明显的变化，容易引起硅粒破裂和粉化碳现象，导致硅粒与基底之间发生分离、电池内阻增加、容量快速下降、循环性能变差等。并且硅负极材料在钠中的扩散速度缓慢（扩散系数10-1410-13cm2·S-1)且电导率较低(10-510-3S·cm1)会影响硅负极的倍率性能和容量利用率。为了弥补硅负极材料的不足与缺陷，研究人员开始研究硅与碳的复合，比如制备核壳结构、蛋黄结构和三明治结构等做电极材料，探索其硅含量或厚度等对电池性能、形貌和结构的影响，以及碳化物对硅体积变化的自修复效果的影响。针对这一发现，科研人员展开了大量的探索，如张教授等对碳层厚度的探索[3]，和Deng等人对硅层厚度的探索[4]，以及Wang等人对结果的探索[5]。我们在前期研究中发现不同的碳对复合材料的性能有很大的影响，在研究后期我们发现柠檬酸钠衍生碳(SC①C)是一种非常好的碳基材料，SCDC具有不同的孔道结构、较大的比表面积和良好的电化学性能[6]，因此我们通过构筑柠檬酸钠衍生碳与硅的核壳结构(Si02/Si@SCDC)抑制硅在嵌脱钠的过程中体积膨胀问题，从而提高Si02/S@SCDC复合材料的导电性能，更重要的是，这种结构可以阻止硅与钠电解液直接接触，降低硅嵌脱过程中硅与电解液溶液发生副反应而影响电池在充放电过程中的性能，进而提高它的电化学性能及充放电效率。2钠离子半电池的工作原理钠离子电池主要有正极、负极、电解液、隔膜、极片、垫片、弹簧片等组成，从本质上看，钠离子电池与锂离子电池有很大的相似点，但也有很多不同点。N+通过电解液和隔膜在负极与极片之间往返运动，当钠离子穿过电解液与隔膜到达极片，或吸/脱附在电极材料表面或嵌入/脱出电极材料晶格。在充电过程中，N+穿过电解液与隔膜吸附/嵌入极片材料，同时电子从外电路运动到正极，以保持电荷平衡。放电过程则相反[6-10]。DishargeDishargeChargeChargeAnodeCathode3