化石燃料的過度開發(fā)和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題使得人們對儲(chǔ)能裝置的要求越來越高。由于鈉資源豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),鈉離子電池在大規(guī)模儲(chǔ)能方面具有很大的潛力。然而由于鈉離子較大的半徑,鈉離子電池對負(fù)極材料的要求很高,因此開發(fā)具有優(yōu)異儲(chǔ)鈉性能的負(fù)極材料顯得至關(guān)重要。碳納米材料由于導(dǎo)電性好、穩(wěn)定性好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),有著廣闊的研究空間和研究價(jià)值,是一種很有潛力的負(fù)極材料。本文以氮摻雜碳納米片為研究對象,探索其制備方法,并將制備出來的氮摻雜碳納米片組裝成扣式電池進(jìn)行儲(chǔ)鈉性能研究。主要研究結(jié)果如下:采用NaCl作模板、葡萄糖和尿素分別作碳源和氮源、KOH作活化劑,通過高溫固相熱解法一步合成了一種氮摻雜碳納米片。通過結(jié)構(gòu)和成分表征,這種碳材料呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu),其N含量約為5.55%。這種結(jié)構(gòu)的碳材料很好地抑制了自身的團(tuán)聚,為鈉離子的存儲(chǔ)提供了更多的活性位點(diǎn)。由于這些特點(diǎn),這種氮摻雜碳材料在作為鈉離子電池負(fù)極材料時(shí),在0.1 Ag-1的電流密度下循環(huán)100次后,具有195 mAh g-1的容量;在0.5 A g-1的電流密度下循環(huán)400次后,容量保持率高達(dá)94.2%。特別地,在10 A g-1的大電流密度下...

【文章頁數(shù)】：48 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池概述
        1.2.1 鈉離子電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 鈉離子電池的組成結(jié)構(gòu)和工作原理
    1.3 鈉離子電池材料概述
        1.3.1 鈉離子電池正極材料
        1.3.2 鈉離子電池負(fù)極材料
    1.4 幾種典型的碳基材料研究
        1.4.1 石墨
        1.4.2 無定型碳
    1.5 碳電極材料的性能改進(jìn)
    1.6 本課題的研究背景和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 材料表征
        2.2.1 掃描電鏡分析
        2.2.2 透射電鏡分析
        2.2.3 X射線衍射分析
        2.2.4 拉曼光譜分析
        2.2.5 X射線光電子能譜分析
第三章 氮摻雜碳納米片的制備與儲(chǔ)鈉性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 氮摻雜碳納米片的制備
        3.2.2 電化學(xué)測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的表征
        3.3.2 氮摻雜碳納米片的儲(chǔ)鈉性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3751068