隨著煤、石油等傳統化石能源的不斷消耗,能源危機與環(huán)境污染問題日益嚴重,清潔能源的開發(fā)與利用亟待解決。由于太陽能、風能、地熱能等清潔能源的間歇性與不穩(wěn)定性,必須有與之相應的大規(guī)模儲能網絡保證其穩(wěn)定輸出。鋰離子電池等傳統儲能器件因成本高、鋰儲量低等原因并不適用于大規(guī)模儲能網絡,因此新型儲能技術的開發(fā)成為清潔能源高效利用的關鍵。鈉離子電池由于具有鈉儲量豐富、價格低等優(yōu)點,在儲能領域備受關注。鈉離子電池發(fā)展的關鍵是電極材料的構筑,其中鈉離子電池負極材料的瓶頸在于通過調控儲鈉活性材料的微觀形貌、結構組成等來增強其結構穩(wěn)定性及儲鈉容量。針對高性能鈉離子電池負極的低成本制備這一關鍵科學問題,本文以來源廣泛、碳收率高的中溫煤瀝青為碳源,通過對負極材料微觀形貌、碳層間距、孔結構、化學組成的精確設計以實現高容量、長循環(huán)壽命碳負極材料的創(chuàng)制,具體研究內容如下:以中溫煤瀝青為碳源,氯化鈉為模板,通過高溫氨氣處理成功構筑了氮摻雜多孔碳納米片。該碳納米片具有較大的碳層間距、豐富的孔道結構、高氮摻雜量和軟炭優(yōu)良的導電性,將其作為鈉離子電池負極表現出優(yōu)異的電化學性能,在0.1 A g^-1的電流密... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池簡介
        1.2.1 鈉離子電池的組成與工作原理
        1.2.2 鈉離子負極材料
    1.3 鈉離子電池碳負極材料
        1.3.1 類石墨材料
        1.3.2 硬炭材料
    1.4 煤瀝青基碳負極材料
    1.5 論文選題依據和研究內容與意義
2 實驗部分
    2.1 實驗原料、設備以及表征儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗設備
        2.1.3 表征分析儀器
    2.2 電池組裝
        2.2.1 電極制備
        2.2.2 電池組裝
    2.3 電化學性能表征
3 氮摻雜多孔碳納米片的制備及其儲鈉性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氯化鈉模板的制備
        3.2.2 氮摻雜多孔碳納米片的制備
        3.2.3 正極材料制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 樣品的形貌與組成
        3.3.2 氮摻雜多孔碳納米片的電化學性能研究
        3.3.3 不同熱處理溫度對氮摻雜多孔碳納米片性能的影響
        3.3.4 全電池性能表征
    3.4 本章小結
4 氮硫雙摻雜碳納米片的制備及其儲鈉性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 氯化鈉模板制備
        4.2.2 氮硫雙摻雜碳納米片的制備
        4.2.3 對比樣制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 氮硫雙摻雜碳納米片的結構與組成分析
        4.3.2 氮硫雙摻雜碳納米片的電化學性能研究
        4.3.3 熱處理溫度對碳納米片結構與性能的影響
        4.3.4 硫摻雜種類計算
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3433065