環(huán)境污染與化石類資源緊缺問題推動了廢棄物的綠色回收與利用以及新型清潔能源的開發(fā)。目前常見的化學電源——鋰離子電池(LIB)因其能量密度較低已不足以滿足快速發(fā)展的便攜式電子設(shè)備以及電動汽車的續(xù)航需求,而新型鋰-硫電池理論質(zhì)量比容遠高于傳統(tǒng)的鋰電池,成為最有前景的新一代儲能系統(tǒng)之一。但當前由于硫?qū)щ娦圆�、“穿梭效�?yīng)”等問題阻礙了其商業(yè)應(yīng)用。為了解決上述問題,硫基正極活性物質(zhì)組成與正極材料改性成為研究的一大熱點。本論文以類沸石咪唑酯骨架(ZIFs)材料為前驅(qū)體,并通過雜原子摻雜以及構(gòu)建中空或多級孔結(jié)構(gòu)碳材料等合成策略,實現(xiàn)對正極載硫(硫化硒)/碳復(fù)合材料的組成及微結(jié)構(gòu)的有效控制,制備出了具有良好電化學性能的硫基電池正極材料。本論文的工作主要包括以下幾個方面:1、首先以水熱法制備所得到的二維ZnO納米片為模板和鋅源,2-甲基咪唑為有機配體,通過調(diào)控加入Co金屬源的量,制備系列核殼結(jié)構(gòu)ZnO@ZIF前驅(qū)體;然后將所得前驅(qū)體在氮氣氣氛中分別經(jīng)(600、700、800、900℃)高溫碳化得到系列二維多孔碳納米片材料;最后通過熔融-擴散法制備得到硫/碳(S/C)納米片復(fù)合材料。實驗結(jié)果表明,當摻雜鈷源...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰-硫電池簡介及其研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋰-硫電池的構(gòu)成及其工作原理
        1.2.2 鋰-硫電池目前存在的主要問題
        1.2.3 鋰-硫電池正極材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 鋰-硫化硒電池的研究現(xiàn)狀
    1.4 類沸石咪唑酯骨架及其在硫基電池正極材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.1 類沸石咪唑酯骨架(Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs)簡介
        1.4.2 基于ZIF及其衍生納米材料的硫基電池正極材料研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的選題意義與研究內(nèi)容
第二章 二維碳納米片的設(shè)計合成及鋰-硫電池性能測試
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與實驗儀器
        2.2.2 實驗步驟
        2.2.3 表征手段
        2.2.4 電極制備及電池組裝
        2.2.5 電化學測試
    2.3 實驗結(jié)果與討論
        2.3.1 材料相關(guān)表征結(jié)果分析
        2.3.2 電化學性能分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 二維碳納米片的設(shè)計合成及鋰-硫化硒電池性能測試
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與實驗儀器
        3.2.2 實驗步驟
        3.2.3 表征手段
        3.2.4 電極制備及電池的組裝
        3.2.5 電化學測試
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 材料表征分析
        3.3.2 電化學性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 廢棄煙蒂高值利用制備鋰-硫電池正極材料
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與實驗儀器
        4.2.2 實驗步驟
        4.2.3 表征手段
        4.2.4 電極制備和電池組裝
        4.2.5 電化學測試
    4.3 實驗結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
致謝



本文編號：3767998