鉀離子電池由于原料資源豐富、氧化還原電位低等優(yōu)點有望成為替代鋰離子電池應(yīng)用于規(guī)�；瘍δ茴I(lǐng)域的新型儲能器件。然而,由于大的鉀離子半徑而導(dǎo)致負極材料倍率性能差、循環(huán)穩(wěn)定性差成為阻礙鉀離子電池發(fā)展的瓶頸。設(shè)計并創(chuàng)制適于鉀離子存儲的高性能、低成本負極材料對于發(fā)展規(guī)�；瘍δ茆涬x子電池具有重要意義。本論文以成本低廉、碳含量高的煤為原料通過球磨、酸洗、氧化、碳化以及液相包覆制備了煤基負極材料,通過調(diào)節(jié)原料性質(zhì)與工藝參數(shù)調(diào)控煤基碳材料的組成與結(jié)構(gòu),進而探究煤基負極材料與儲鉀性能之間的構(gòu)效關(guān)系。主要研究內(nèi)容如下:(1)高性能煤基負極材料的構(gòu)筑及儲鉀性能研究。使用不同煤化程度的中低階煤為前驅(qū)體,通過球磨、酸洗、預(yù)氧化以及碳化制備微米級煤基鉀離子電池負極材料。中等煤化程度的煙煤在900 ^oC碳化后得到的煤基負極材料B₁-A-900展現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)性能:在0.05 A g^-1的電流密度下,可逆放電比容量高達260 mAh g^-1,即使電流密度增大至5 A g^-1,其可逆放電比容量仍然達到88 mA...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 鉀離子電池簡介
    1.1 鉀離子電池基本原理
    1.2 鉀離子電池正極材料研究進展
        1.2.1 普魯士藍類配合物
        1.2.2 層狀過渡金屬氧化物
        1.2.3 聚陰離子化合物
    1.3 鉀離子電池負極材料研究進展
        1.3.1 石墨基負極
        1.3.2 非石墨化碳基負極
        1.3.3 合金類負極材料
        1.3.4 金屬氧化物負極材料
        1.3.5 有機物負極材料
        1.3.6 煤基儲能材料的研究進展
    1.4 選題依據(jù)與研究思路
2 實驗部分
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗儀器
    2.3 表征儀器與方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 X射線衍射
        2.3.4 拉曼光譜
        2.3.5 氮氣物理吸脫附
        2.3.6 元素分析
        2.3.7 熱重分析
    2.4 測試電極組裝方法
        2.4.1 電極片制備
        2.4.2 扣式電池的組裝
    2.5 電化學(xué)性能測試方法
        2.5.1 恒流充放電測試
        2.5.2 循環(huán)伏安測試
        2.5.3 電化學(xué)交流阻抗測試
3 煤基鉀離子電池負極的構(gòu)筑及性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料制備
        3.2.1 煤基負極材料的制備
        3.2.2 原煤與酸洗煤的組成分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 灰分對煤基負極材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.2 煤化程度對煤基負極材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.3 碳化溫度對氣煤基負極材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 包覆煤基碳材料的構(gòu)筑及性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 包覆對氣煤基負極材料電化學(xué)性能的影響
        4.3.2 酚醛樹脂比例對氣煤基負極材料電化學(xué)性能的影響
        4.3.3 中溫煤瀝青比例對氣煤基負極材料電化學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3821127