鋰離子電池、鈉離子電池等二次電池技術將在風能,太陽能,水能等清潔可再生能源的開發(fā)和利用中占據(jù)越來越重要的地位,同時電動汽車和大型儲能系統(tǒng)的發(fā)展對能源存儲與轉(zhuǎn)化設備的數(shù)量要求也將急劇上漲。鈉離子電池因豐富的鈉資源,相對低廉的成本,在儲能電網(wǎng)等對能量密度要求不高的場合替代鋰離子電池將大大緩解鋰資源不足帶來的壓力,降低新能源技術發(fā)展的經(jīng)濟成本。目前,由于鈉離子的尺寸效應等問題尚未開發(fā)出適合鈉離子電池商業(yè)化應用的負極材料,碳基材料因其良好的電化學特性,有望成為理想的鈉離子電池負極材料,利用來源廣泛、價格低廉的炭前驅(qū)體,低成本、可規(guī)�；苽涓咝阅茆c離子電池炭負極材料具有現(xiàn)實意義。針對上述問題和現(xiàn)實需求,本文以價廉易得的煤系重質(zhì)有機物為前驅(qū)體,通過預氧化處理提高原料含氧量和預硫化引入雜原子分別制備了具有較大層間距的硬炭和硫摻雜炭負極材料,具體研究內(nèi)容如下:基于較大層間距的硬炭負極材料可以給尺寸較大的鈉離子可逆嵌入和脫出提供可能,以低成本煤液化殘渣提取物為前驅(qū)體,利用溫和的濕法氧化和高溫熱解炭化制備了鈉離子電池負極用硬炭材料。在溫和條件下,過氧化氫濕法氧化向煤液化殘渣提取物中引入含氧官能團,不僅引發(fā)... 

【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(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 鈉離子電池概述
        1.1.1 鈉離子電池發(fā)展概況和工作機理
        1.1.2 鈉離子電池正極材料
        1.1.3 鈉離子電池電解液
    1.2 鈉離子電池負極材料
        1.2.1 石墨類負極
        1.2.2 硬炭類負極
        1.2.3 雜原子摻雜炭負極
    1.3 煤系重質(zhì)碳源及其炭材料的制備和應用
        1.3.1 煤液化重質(zhì)有機組分
        1.3.2 煤瀝青
    1.4 本論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗原料藥品和設備
        2.1.1 實驗原料藥品
        2.1.2 實驗設備
        2.1.3 表征儀器
    2.2 測試用電池的組裝
        2.2.1 工作電極的制備
        2.2.2 鈉離子半/全電池的組裝
    2.3 電池測試
        2.3.1 恒電流充放電測試
        2.3.2 循環(huán)伏安測試
        2.3.3 交流阻抗測試
        2.3.4 恒電流間歇滴定測試
3 煤液化重質(zhì)有機物制備硬炭及其儲鈉性能研究
    3.1 煤液化重質(zhì)有機物制備硬炭前驅(qū)體及其組成結構分析
        3.1.1 硬炭前驅(qū)體及硬炭的制備
        3.1.2 硬炭前驅(qū)體的組成結構分析
        3.1.3 硬炭前驅(qū)體的熱解成炭分析
    3.2 硬炭的結構組成及儲鈉性能研究
        3.2.1 炭化溫度對硬炭結構組成的影響
        3.2.2 硬炭儲鈉性能研究
    3.3 本章小結
4 硫摻雜瀝青基炭材料的制備及其鈉離子電池負極性能研究
    4.0 硫摻雜瀝青基炭材料的制備
    4.1 硫摻雜瀝青基炭材料的制備過程分析
    4.2 硫摻雜炭材料的結構組成分析
    4.3 硫摻雜炭材料的儲鈉性能分析
    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


【參考文獻】：
期刊論文
[1]室溫鈉離子電池關鍵材料研究進展[J]. 王凡凡,劉曉斌,陳龍,陳程成,劉永暢,范麗珍.  電化學. 2019(01)
[2]鋰離子電池負極材料標準解讀[J]. 周軍華,褚賡,陸浩,劉柏男,羅飛,鄭杰允,陳仕謀,郭玉國,李泓.  儲能科學與技術. 2019(01)
[3]鈉離子電池金屬化合物負極材料的研究進展[J]. 田麗媛,鞠小霞,向楓,周明.  儲能科學與技術. 2018(06)
[4]具有高循環(huán)穩(wěn)定性的氮硫摻雜多孔碳納米球鈉離子電池負極材料（英文）[J]. 張宏偉,陸佳敏,楊樂,胡明祥,黃正宏,呂瑞濤,康飛宇.  新型炭材料. 2017(06)
[5]Hard carbon derived from cellulose as anode for sodium ion batteries:Dependence of electrochemical properties on structure[J]. V.Simone,A.Boulineau,A.de Geyer,D.Rouchon,L.Simonin,S.Martinet.  Journal of Energy Chemistry. 2016(05)
[6]高比容量鈉離子電池合金系負極材料的研究進展[J]. 王春忠,楊旭,陳崗.  吉林師范大學學報(自然科學版). 2016(03)
[7]煤加氫液化殘渣的性質(zhì)及應用研究進展[J]. 黃傳峰,韓磊,王孟艷,李慧慧,楊帆,王永娟,李大鵬,王明峰,霍鵬舉,王堅強.  現(xiàn)代化工. 2016(06)
[8]煤直接液化技術在中國的發(fā)展[J]. 李克健,吳秀章,舒歌平.  潔凈煤技術. 2014(02)
[9]模板法煤瀝青基中孔炭的制備及其電化學性能[J]. 周穎,宋曉娜,舒成,邱介山.  新型炭材料. 2011(03)
[10]硝酸氧化對瀝青烯基有序介孔炭電化學性能的影響[J]. 王六平,周穎,邱介山.  新型炭材料. 2011(03)



本文編號：3303762