隨著材料科學(xué)尤其是納米材料和納米技術(shù)研究的興起,多孔碳材料不僅受到研究者的廣泛關(guān)注,也在儲能領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。多孔碳材料具有大比表面積、大孔道體積、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、高電導(dǎo)率等諸多優(yōu)點(diǎn),因此,可以將多孔碳材料當(dāng)做導(dǎo)電骨架和儲硫倉庫,以解決硫電導(dǎo)率低并抑制多硫化物“穿梭效應(yīng)”的問題。本文先以金屬-有機(jī)骨架MOF-5為前驅(qū)體,制備了三種介孔碳多面體材料,優(yōu)化了制備條件,研究了介孔碳/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能,分析了介孔在復(fù)合材料中的儲硫固硫作用。為進(jìn)一步提高碳材料的孔隙率和微孔含量,使用活化劑KOH制備了具有豐富微孔和介孔孔道結(jié)構(gòu)的海綿狀活性碳材料,研究了活性碳/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能和微孔結(jié)合介孔在復(fù)合材料中的物理吸附作用。再以葡萄糖為碳源,通過碳化、活化、摻雜過程制備了氮摻雜活性碳微球,研究了氮摻雜活性碳微球/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能和含氮官能團(tuán)在復(fù)合材料中的化學(xué)吸附作用,本篇論文主要研究工作如下:（1）通過控制反應(yīng)條件,使用溶劑熱法合成了形狀一致、分散均勻,邊長為10μm的立方體狀金屬-有機(jī)骨架MOF-5,再以金屬-有機(jī)骨架MOF-5為前驅(qū)體在不同溫度煅燒制備了三種介孔碳材料,研究... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池的概述
        1.2.1 鋰硫電池的基本構(gòu)成和工作原理
        1.2.2 鋰硫電池的發(fā)展和應(yīng)用前景
        1.2.3 鋰硫電池需要克服的困難
    1.3 鋰硫電池正極材料的研究
        1.3.1 多孔碳/硫復(fù)合正極材料
        1.3.2 金屬氧化物/硫復(fù)合正極材料
    1.4 鋰硫電池負(fù)極的研究
    1.5 鋰硫電池電解液的研究
    1.6 本論文的研究意義與主要研究內(nèi)容
第2章 實驗儀器試劑和測試方法
    2.1 主要試劑和儀器
        2.1.1 主要試劑
        2.1.2 主要儀器
    2.2 材料物理性能的表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 熱重分析
        2.2.4 元素分析
        2.2.5 比表面積及孔道結(jié)構(gòu)分析
        2.2.6 傅里葉變換紅外光譜分析
        2.2.7 電感耦合等離子體光譜分析
        2.2.8 X射線衍射分析
        2.2.9 X射線光電子能譜分析
    2.3 鋰硫電池的電化學(xué)性能測試方法和原理
        2.3.1 恒電流充放電測試
        2.3.2 循環(huán)伏安測試
        2.3.3 倍率性能測試
        2.3.4 交流阻抗測試
    2.4 碳/硫復(fù)合正極電極的制備和鋰硫紐扣電池的組裝
第3章 金屬-有機(jī)骨架制備介孔碳/硫復(fù)合正極材料及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗
        3.2.1 金屬-有機(jī)骨架(MOF-5)的制備
        3.2.2 介孔碳材料的制備
        3.2.3 介孔碳/硫復(fù)合正極材料的制備
        3.2.4 材料物理表征測試
        3.2.5 材料電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 金屬-有機(jī)骨架的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 介孔碳材料的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 介孔碳/硫復(fù)合材料的物理分析與電化學(xué)測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 活性介孔碳/硫復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗
        4.2.1 活性介孔碳AMCP-950 的制備
        4.2.2 活性介孔碳/硫復(fù)合正極材料的制備
        4.2.3 材料物理表征測試
        4.2.4 材料電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 活性介孔碳AMCP-950 的結(jié)構(gòu)分析。
        4.3.2 活性介孔碳/硫復(fù)合材料的物理分析與電化學(xué)測試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 氮摻雜活性碳微球的制備及其碳/硫復(fù)合正極材料的電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗
        5.2.1 葡萄糖碳微球的制備
        5.2.2 活性碳微球的制備
        5.2.3 活性碳微球/硫復(fù)合正極材料的制備
        5.2.4 氮摻雜活性碳微球/硫復(fù)合正極材料的制備
        5.2.5 材料的物理表征測試
        5.2.6 材料的電化學(xué)性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 活性碳微球的結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 氮摻雜活性碳微球的結(jié)構(gòu)分析及其碳/硫復(fù)合材料的物理表征分析
        5.3.3 氮摻雜活性碳微球/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文



本文編號：3668427