目前,鋰/鈉離子電池的電極材料大都是基于昂貴的、不可再生的、易污染環(huán)境的過渡金屬無機(jī)化合物,這有悖于“可持續(xù)發(fā)展”的理念。有機(jī)化合物成為下一代最受關(guān)注的電極材料之一。Calix[4]quinone(C4Q)是一種有機(jī)羰基化合物,是在Calix[4]arene的結(jié)構(gòu)上加以修飾,將四個(gè)苯酚結(jié)構(gòu)單元氧化成四個(gè)對(duì)苯醌單元的環(huán)狀分子。具有理論比容量高(447 mAh g^-1),原材料易得、環(huán)境污染較小、體系安全的優(yōu)點(diǎn),是一類很有前途的儲(chǔ)能材料。但C4Q易溶于有機(jī)電解液,電池循環(huán)穩(wěn)定性欠佳;導(dǎo)電性差,電池倍率性能較低。使用導(dǎo)電性良好的碳材料對(duì)其進(jìn)行固載形成復(fù)合電極材料的方法使得同時(shí)解決這兩個(gè)問題成為可能。本文制備了三元復(fù)合材料C4Q/CMK-3/SWCNTs并研究了其儲(chǔ)鋰/鈉性能,由于多孔碳材料CMK-3與單壁碳納米管(SWCNTs)的協(xié)同固載作用,電池的循環(huán)性能與倍率性能都得到了明顯提升。除此之外,本文還使用了兩種生物質(zhì)材料(甲殼素,酸漿果宿萼)高溫裂解燒制了生物質(zhì)碳材料(NACF,PPL)用以固載C4Q,制備了C4Q/NACF,C4Q/PPL復(fù)合材料。研究表明,生物質(zhì)碳材...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰/鈉離子二次電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 鋰離子二次電池
        1.2.2 鈉離子二次電池
    1.3 鋰/鈉離子電池正極材料的發(fā)展
        1.3.1 無機(jī)正極材料的發(fā)展
        1.3.2 有機(jī)正極材料的發(fā)展
    1.4 提升有機(jī)正極材料性能方法的概述
        1.4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        1.4.2 優(yōu)化電解質(zhì)體系
        1.4.3 碳材料復(fù)合活性物質(zhì)
    1.5 選題思想和研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料表征方法
    2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        2.3.2 充放電性能測(cè)試
        2.3.3 交流阻抗測(cè)試(EIS)
        2.3.4 倍率性能測(cè)試
第3章 C4Q/碳材料復(fù)合材料的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 C4Q分子的合成與表征
        3.2.1 C4Q分子的合成
        3.2.2 C4Q分子的表征
        3.2.3 C4Q分子的Gaussian密度泛函理論計(jì)算
    3.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料的制備
    3.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料的表征
        3.4.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料的SEM表征
        3.4.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料的XRD分析
        3.4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料的Raman分析
        3.4.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料的TG分析
    3.5 C4Q/NACF、C4Q/PPL復(fù)合材料的制備
    3.6 NACF、PPL的表征
        3.6.1 NACF、PPL的SEM分析
        3.6.2 NACF、PPL的XRD分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 C4Q/CMK-3/SWCNTs復(fù)合材料儲(chǔ)鋰/鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 鋰/鈉離子電池的組裝
    4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs鋰離子電池的電化學(xué)性能測(cè)試
        4.3.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs鋰離子電池穩(wěn)定性分析
        4.3.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs鋰離子電池倍率性能分析
        4.3.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs鋰離子電池電極動(dòng)力學(xué)分析
    4.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs鈉離子電池的電化學(xué)性能測(cè)試
        4.4.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs鈉離子電池穩(wěn)定性分析
        4.4.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs鈉離子電池倍率性能分析
        4.4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs鈉離子電池電極動(dòng)力學(xué)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 C4Q/NACF、C4Q/PPL儲(chǔ)鋰/鈉性能研究
    5.1 引言
    5.2 鋰/鈉離子電池的組裝
    5.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL鋰離子電池的電化學(xué)性能測(cè)試
        5.3.1 C4Q/NACF、C4Q/PPL鋰離子電池循環(huán)性能分析
        5.3.2 C4Q/NACF、C4Q/PPL鋰離子電池倍率性能分析
        5.3.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL鋰離子電池電極動(dòng)力學(xué)分析
    5.4 C4Q/NACF、C4Q/PPL鈉離子電池的電化學(xué)性能測(cè)試
        5.4.1 C4Q/NACF、C4Q/PPL鈉離子電池循環(huán)性能分析
        5.4.2 C4Q/NACF、C4Q/PPL鈉離子電池倍率性能分析
        5.4.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL鈉離子電池電極動(dòng)力學(xué)分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3973445