鋰離子電池具有能量密度大、體積小和無污染等優(yōu)點,占據(jù)了便攜式電子產(chǎn)品的主要市場。但是,隨著鋰離子電池的大規(guī)模應(yīng)用,鋰資源面對著嚴重短缺的問題。與鋰同一主族的鈉具有資源豐富、價格低廉等特點,二者的物理化學(xué)性質(zhì)相似,鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的工作原理,然而,鈉離子的半徑比鋰離子大很多,因此,適合于鋰離子脫嵌的材料并不適用于鈉離子的脫嵌。尋找合適的電極材料是當(dāng)前鈉離子電池的研究熱點,負極材料作為電池的重要組成部分,其性能很大程度上決定了電池的性能。碳材料資源豐富,可以說是最具有應(yīng)用前景的鈉離子電池負極材料之一。其主要存在比容量低和首次庫倫效率低等問題,阻礙了其實際應(yīng)用。設(shè)計多孔結(jié)構(gòu)和雜原子摻雜是提高其儲鈉性能的有效方法。本論文主要圍繞碳材料的制備與改性,通過引入模板和雜原子摻雜,制備出電化學(xué)性能優(yōu)異的鈉離子電池碳負極材料,探討碳材料形貌、結(jié)構(gòu)和組分與電化學(xué)性能的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:1.以生物質(zhì)梧桐果為前驅(qū)體,將梧桐果剝離開,分別得到絲狀物和棒狀物,并在氮氣氣氛下煅燒,制備出片狀結(jié)構(gòu)的硬碳材料,表現(xiàn)出較好的電化學(xué)儲鈉性能。在電流密度為0.2 A g^-1... 

【文章來源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同碳材料的結(jié)構(gòu)特征：(a)石墨烯；(b)石墨；(c)軟碳；(d)硬碳Fig.1-1Structurecharacteristicofdifferentcarbonmaterials：(a)graphene;(b)graphite;(c)softcarbon;

生物質(zhì)衍生碳及異質(zhì)原子摻雜多孔碳的可控制備及儲鈉性能研究 46％的氮摻雜介孔碳/ NiO 納米片。在熱處理過程中，產(chǎn)物中形為鋰離子負極進行測試時，中孔碳/ NiO 納米片的獨特結(jié)構(gòu)不僅輸路徑，而且還適應(yīng)了 Li+插層和脫嵌過程中的體積變化。電流容量為 627 mAh g 1。此外，將 NiO 納米粒子的贗電容性行為與電容器 (EDLC) 組合組裝好的碳/氧化鎳納米片超級電容器也可環(huán)性能 (在 5Ag 1時為 414 F g 1) ，3000 圈后具有 92.2％的比電

圖 3-1 樣品 SH-HC,CA-HC 的示意圖Fig.3-1 Schematic diagram of SH-HC,CA-HC3.3 結(jié)果與討論3.3.1 生物質(zhì)廢棄物衍生片狀硬碳材料的 FESEM 和 TEM 表征圖 3-2 說明了 SH-HC 和 CA-HC 的形貌和微觀結(jié)構(gòu)。從圖 3-2a 和 3-2b 中可以看出SH-HC 和 CA-HC 的表面都不太光滑，有很多褶皺。圖 3-3 是樣品 SH-HC 和 CA-HC 小倍率時的 SEM 圖，可以看出它們都是塊狀結(jié)構(gòu)，而這些塊狀面貌都有褶皺。圖 3-2cd樣品的 TEM 圖進一步揭示了塊狀和褶皺結(jié)構(gòu)，而且塊狀大小都能和電鏡圖對應(yīng)起來。圖 3-2e 和 3-2f 說明 SH-HC 和 CA-HC 沒有明顯的晶格條紋，低的結(jié)晶度。插圖對應(yīng)為SAED 圖進一步揭示無定形結(jié)構(gòu)。


本文編號：3426261