發(fā)布時間：2023-02-13 19:55

　　鋰離子電池在當(dāng)今社會的發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的位置。近幾年來,新能源行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展促使人們對鋰離子電池電極材料的環(huán)保和性能提出了更高的要求。生物質(zhì)作為一種最具吸引力的可再生資源,具有污染低、分布廣、資源豐富等優(yōu)點。隨著新能源技術(shù)的迅速發(fā)展,以生物質(zhì)為原料制備鋰離子電池負(fù)極碳材料已經(jīng)成為一種趨勢。玉米秸稈作為一種農(nóng)田廢棄物,是一種無污染的可再生資源。通過將玉米秸稈中的碳提取出來,用作鋰離子電池的負(fù)極材料,既實現(xiàn)了生物質(zhì)廢棄物的資源化,也為鋰離子電池負(fù)極碳材料的制備提供了一種新的環(huán)保方式。眾所周知,石墨作為鋰離子電池的主要傳統(tǒng)負(fù)極材料,其理論比容量僅為372 mAhg^-1,較低的能量密度已不能滿足高性能鋰離子電池日益增長的要求。針對上述問題,本文以玉米秸稈為原料,經(jīng)過酸化水解,堿煮處理,水熱碳化和高溫煅燒制備鋰離子電池負(fù)極碳材料。本文對制備的碳材料進(jìn)行形貌的表征及電化學(xué)性能測試,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)以玉米秸稈為原材料制備玉米秸稈纖維素基碳納米球。玉米秸稈與4%H₂SO₄以1:10的固液比90°C水浴3 h除去半...

【文章頁數(shù)】：109 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 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理
    1.3 鋰離子電池負(fù)極碳材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 石墨
        1.3.2 石墨烯
        1.3.3 無定型類
    1.4 生物質(zhì)基碳材料
        1.4.1 玉米秸稈基碳材料
    1.5 選題意義及研究內(nèi)容
    1.6 創(chuàng)新點
第2章 實驗部分
    2.1 實驗藥品及儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 物理性質(zhì)表征
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 拉曼光譜分析
        2.2.3 掃描電子顯微鏡
        2.2.4 透射電子顯微鏡
        2.2.5 能譜分析
        2.2.6 比表面積和孔徑分布
        2.2.7 X射線光電子能譜
    2.3 電極的制備及組裝
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 循環(huán)及倍率充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 阻抗譜圖測試
第3章 玉米秸稈纖維素基碳納米球的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 玉米秸稈纖維素基碳納米球的制備方法及合成機理
        3.2.1 玉米秸稈纖維素基碳納米球的制備方法
        3.2.2 玉米秸稈纖維素基碳納米球的合成機理
    3.3 最佳水熱溫度的確定
    3.4 水熱時間對碳納米球結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        3.4.1 X射線衍射與拉曼光譜分析
        3.4.2 掃描電子顯微鏡分析
        3.4.3 透射電子顯微鏡分析
        3.4.4 比表面積和孔徑分布
        3.4.5 電化學(xué)性能分析
        3.4.6 小結(jié)
    3.5 煅燒溫度對碳納米球結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響
        3.5.1 掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡分析
        3.5.2 X射線光電子能譜分析
        3.5.3 電化學(xué)性能分析
        3.5.4 小結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 玉米秸稈基多孔碳納米球的制備及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 玉米秸稈基多孔碳納米球的制備方法
    4.3 活化劑種類對多孔碳納米球結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        4.3.1 X射線衍射與拉曼光譜分析
        4.3.2 掃描電子顯微鏡分析
        4.3.3 透射電子顯微鏡分析
        4.3.4 比表面積和孔徑分布
        4.3.5 電化學(xué)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 玉米秸稈基富氮多孔碳材料的制備及電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 玉米秸稈基富氮多孔碳材料的制備
    5.3 尿素比例對富氮多孔碳材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        5.3.1 X射線衍射與拉曼光譜分析
        5.3.2 掃描電子顯微鏡分析和EDS分析
        5.3.3 透射電子顯微鏡分析
        5.3.4 比表面積和孔徑分布
        5.3.5 X射線光電子能譜分析
        5.3.6 電化學(xué)性能分析
        5.3.7 小結(jié)
    5.4 煅燒溫度對富氮多孔碳材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響
        5.4.1 掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡分析
        5.4.2 X射線光電子能譜分析
        5.4.3 電化學(xué)性能分析
        5.4.4 小結(jié)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號：3742206