隨著石油資源的短缺及所帶來的污染問題,以可再生資源替代石油產(chǎn)品來緩解其消耗成為當今發(fā)展的趨勢,尤其是生物精煉行業(yè)的發(fā)展,越來越多的木質(zhì)生物質(zhì)被廣泛利用。如何高附加值轉(zhuǎn)化利用木質(zhì)生物質(zhì)資源是目前研究領(lǐng)域的熱點之一,其中生物質(zhì)衍生碳材料在能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用深受廣大學(xué)者的關(guān)注。本論文以木質(zhì)生物質(zhì)為原料（核桃殼,木質(zhì)素）,結(jié)合靜電紡絲和界面改性方法制備出柔性自支撐的木質(zhì)生物質(zhì)衍生碳納米纖維膜、富氧化碳膜和鋰碳復(fù)合膜用于高性能鋰離子電池,并對其電化學(xué)性能以及相關(guān)機理做了一些探索性的研究。具體工作有以下幾個方面:（1）核桃殼衍生碳納米纖維膜的制備及電化學(xué)性能研究。該工作以傳統(tǒng)的木質(zhì)生物質(zhì)核桃殼粉為原料,制備出具有柔性自支撐的核桃殼衍生碳納米纖維膜,并直接用于鋰離子電池電極材料。研究發(fā)現(xiàn)聚乙烯醇（PVA）的含量和碳化溫度對碳膜電極的電化學(xué)性能具有顯著的影響。當PVA的含量或碳化溫度增加時,碳膜的比表面積和類石墨結(jié)構(gòu)降低,不利于鋰離子的嵌入和脫出。綜合考量,當PVA的含量在20%,碳化溫度為800℃時,碳膜的整體電化學(xué)性能最佳。在0.03A g-1的電流密度下,充電比容量高達380mAh g-1與商業(yè)... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－６?（ａ）通過恒電流充放電測試測得的比容量

ａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?ｇ?＇）?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?？１）??ｄ）?ｅ）??３－?２ｎｄ，ｊ?Ｕ！?３．?２ｍｓｕｔ??ｆ?｜?Ｄ—ｔｋｍ?—?／?ＤｔｌｌＷｆｌｏｎ??１２?Ｉ?１２〇〇°Ｃ?Ｊ＇?／?１６００°Ｃ??；＇義??〇?〇?ＵｔＮａｌｏｎ??０?２００?４００?６００?８００?０?２００?４００?０００?８００??Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?ｇ?１）?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?ｇ?＇）??圖１－１０生物質(zhì)衍生碳材料在不同碳化溫度下的充放電曲線（鋰離子電池）：（ａ）?５００°Ｃ，（ｂ）??６００。（：，（ｃ）?７００°Ｃ，?（ｄ）?１２００°Ｃ?和（ｅ）?１６００〇Ｃ??Ｆｉｇｕｒｅ?１０?Ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｐｒｏｆｉｌｅｓ?（Ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ）?ｏｆ?ｂｉｏｍａｓｓ－ｄｅｒｉｖｅｄ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ：?（ａ）?５００?°Ｃ，（ｂ）?６００?°Ｃ，?（ｃ）?７００?°Ｃ，?（ｄ）?１２００?°Ｃ，?ａｎｄ?（ｅ）??１６００°Ｃ??碳材料中的Ｃ／Ｈ原子比可以通過拉曼光譜來表征。通常將無序ｓｐ３碳（?１３５０ｃｍ－１）??和有序ｓｐ２碳（?１５８０ｃｍ１）的峰值比來量化碳材料的石墨化程度【１３，２３，２８，７５，８１＿９Ｇｍ｜８〇ｌ。??這兩個峰之間的重疊區(qū)稱為“?Ｖ區(qū)”（１４００－１５５０?ｃｍ－１）丨１８１１，己有報道稱該區(qū)域是反映??Ｃ／Ｈ的原子比。例如Ｇｕｉｚａｎｉ等［ｌ８ＩＨ人為Ｖ區(qū)域的面積是預(yù)

?觸－－＿?Ｘ?？？？？？？??＾?ｊ?＾?？？？??７?４００－?ｔ？，，Ｉ?４００＇?？？？??＜?？？?，?？？??■ｗ，?Ｚ?？？?３〇〇．?Ｚ?？？?〇〇〇??－ｗ－?“?２〇０＿?－，：？？？？??０?１００?２００?３００?４００?５０（１?６００?７００?８００?？＞Ｕ０?ｌ（Ｗ（Ｊ?０?１００?：００?３００?４００?５００?６００?７００?ｍ?＊ＫＫ）?１０００??Ｓｈｅａｒ?ｒ？ｉｃ?｛１?－ｓ）?Ｓｈｅａｒ?ｒａｖｅ?｛］??圖２－１?ＬＰＦ與ＰＶＡ溶液按比例混合后溶液的（ａ）黏度和（ｂ）應(yīng)力與剪切速率的函數(shù)??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?（ａ）?Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ?ａｎｄ?（ｂ）?ｓｔｒｅｓｓ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｈｅａｒ?ｒａｔｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＬＰＦ／ＰＶＡ?ｒａｔｉｏｓ??ｉｎ?１８％?ａｎｄ?３７％?（ｓｏｌｉｄ?ｃｏｎｔｅｎｔ）?ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ??圖２－２是上述相應(yīng)的不同比例下的紡絲液經(jīng)靜電紡絲制得的初紡纖維的形貌表征。??由于熱固性ＬＰＦ聚合度很低，不足以發(fā)生分子鏈間的纏繞，在較高的電場力作用下，不??能形成連續(xù)的射流，只能形成斷斷續(xù)續(xù)的液滴，因此單一?ＬＰＦ溶液經(jīng)靜電紡絲后的形貌??多為微米級的球形顆粒（圖２－２ａ）。當可紡性的高聚物ＰＶＡ溶液作為助紡劑添加到ＬＰＦ??中，可以明顯看到紡絲液的可紡性增加，成纖性能更好（圖２－２ｂ），這是因為ＰＶＡ在其??中起到骨架支撐，它在電場力的作用下牽引形成纖維，同時又能使ＬＰＦ均勻分布在其??中。由圖２－２可以看出，對于固含量為１８％的ＬＰＦ溶液，當ＰＶＡ的含量為１０°／。時，制??得的


本文編號：3004067