隨著便攜式電子設(shè)備和混合動(dòng)力汽車(chē)的普及,人們對(duì)于高能量,大功率能源的需求越發(fā)迫切。最近,基于碳材料的超級(jí)電容器受到了廣泛的關(guān)注,因?yàn)樗鼈兙哂懈吖β拭芏?高充放電效率,優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和低成本等特點(diǎn)。目前關(guān)于碳電極材料的研究基本上都聚焦在改善電極材料的比表面積以及引入多級(jí)次的孔洞結(jié)構(gòu)。然而,由于碳材料本身易聚集從而導(dǎo)致比表面積降低,自身儲(chǔ)能機(jī)理也以雙電層電容為主,從而使其電容存儲(chǔ)量很低,因而碳電極材料遲遲難以獲得大規(guī)模應(yīng)用。目前,解決低電容問(wèn)題主要是在傳統(tǒng)的雙電層儲(chǔ)能中進(jìn)一步引入贗電容儲(chǔ)能。此外,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮制備多維度復(fù)合材料（比如零維的納米中空碳球和一維的納米管）是改善性能的好方法�；谝陨峡剂�,本論文主要研究了中空碳球及其同碳管的復(fù)合材料的制備,并探究了系列材料的電化學(xué)儲(chǔ)能性能,具體內(nèi)容如下:（1）雜原子摻雜的多孔中空碳球的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用:以聚苯乙烯納米粒子為核,聚吡咯為殼,通過(guò)硬模板法合成聚吡咯@聚苯乙烯核殼粒子并作進(jìn)一步碳化的處理,最終成功制備了氮、氧摻雜的中空碳球�；趯�(duì)樣品前驅(qū)體投料量的調(diào)節(jié),并輔以氫氧化鉀高溫活化,最終得到了三種不同形貌的中空碳球�；罨闹�... 

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器的概述及工作原理
        1.2.1 超級(jí)電容器
        1.2.2 雙電層電容器
        1.2.3 法拉第準(zhǔn)電容超級(jí)電容器
        1.2.4 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)
            1.2.4.1 電極
            1.2.4.2 電解液
    1.3 碳基電極材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
        1.3.1 零維碳納米球在超級(jí)電容器中的研究進(jìn)展
        1.3.2 一維納米結(jié)構(gòu)的碳材料超級(jí)電容器的研究進(jìn)展
    1.4 鋰硫電池的概述及工作原理
        1.4.1 鋰硫電池的歷史
        1.4.2 鋰硫電池的原理及存在的問(wèn)題
    1.5 碳基硫宿主材料在鋰硫電池中的應(yīng)用
    1.6 本課題的提出和研究?jī)?nèi)容
第二章 氮、氧摻雜的多孔中空碳球的制備與表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料和試劑
        2.2.2 材料合成與制備
            2.2.2.1 單分散聚苯乙烯納米粒子的合成
            2.2.2.2 中空碳球（Hollow Carbon Spheres, HCSs）的制備
            2.2.2.3 活化中空碳球（Activated Hollow Carbon Spheres, A-HCSs）的制備
        2.2.3 測(cè)試與表征
        2.2.4 電極材料的電化學(xué)測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 形貌分析
        2.3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 比表面積及孔道結(jié)構(gòu)分析
        2.3.4 電化學(xué)測(cè)試及分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 構(gòu)筑雜原子摻雜的管套球(中空碳球@碳管)體系超級(jí)電容器材料的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料和試劑
        3.2.2 材料的合成與制備
            3.2.2.1 二氧化硅納米粒子的合成（SiO_2）
            3.2.2.2 二氧化硅@陽(yáng)極氧化鋁模板的合成（SiO_2@AAO）
            3.2.2.3 中空碳球@碳管的合成（HCSs@CT）
            3.2.2.4 碳管的合成（CTs）
            3.2.2.5 中空碳球的合成（HCSs）
        3.2.3 測(cè)試與表征
        3.2.4 電極材料的電化學(xué)測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 孔道結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 電化學(xué)測(cè)試及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于管套球(中空碳球@碳管)硫宿主材料在鋰硫電池中的應(yīng)用探索
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料和試劑
        4.2.2 材料的制備
            4.2.2.1 表面無(wú)孔的中空碳球@碳管的合成(N-HCSs@CT)
            4.2.2.2 硫/碳復(fù)合材料的制備
        4.2.3 測(cè)試與表征
        4.2.4 電極材料的電化學(xué)測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 硫電極形貌及其電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
        5.1.1 氮、氧摻雜的多孔中空碳球的制備與表征
        5.1.2 構(gòu)筑雜原子摻雜的管套球體系超級(jí)電容器材料的研究
        5.1.3 基于管套球硫宿主材料在鋰硫電池中的應(yīng)用探索
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 課題展望
參考文獻(xiàn)
附錄1:攻讀碩士期間公開(kāi)發(fā)表論文目錄
附錄2:簡(jiǎn)寫(xiě)及符號(hào)說(shuō)明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 張文亮,丘明,來(lái)小康.  電網(wǎng)技術(shù). 2008(07)
[2]超級(jí)電容器隔膜材料的制備與研究[J]. 楊惠,張密林,陳野.  應(yīng)用科技. 2006(07)
[3]電化學(xué)電容器及其研究進(jìn)展[J]. 南俊民,楊勇,林祖賡.  電源技術(shù). 1996(04)



本文編號(hào)：3191648