本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)活性炭在鋰硫電池中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋰硫電池由于具有超高能量密度,所以是近年來(lái)能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域的研究熱門。與此同時(shí),硫成本低廉、環(huán)境友好,符合低碳經(jīng)濟(jì)的要求。但是硫本身不導(dǎo)電,使得其不能直接用作正極,必須通過(guò)與各種導(dǎo)電骨架材料相結(jié)合才能使用。活性炭是承載硫的導(dǎo)電骨架材料之一。制作活性炭的方法很多,以農(nóng)作物廢棄物作原料,變廢為寶,使得活性炭在鋰硫電池中的應(yīng)用更具積極意義。來(lái)源不同的活性炭其結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別,結(jié)構(gòu)形狀對(duì)鋰硫電池性能有怎樣的影響尚未得到較為系統(tǒng)的討論,因此研究總結(jié)活性炭結(jié)構(gòu)與電池性能之間的關(guān)系獨(dú)具意義。論文以開(kāi)心果殼、核桃殼和花生殼為原料,以氯化鋅為活化劑在較低的活化溫度下通過(guò)化學(xué)活化法制備活性炭。然后以這三種活性炭分別與硫復(fù)合,制備出硫活性炭復(fù)合材料,裝配成扣式電池,并進(jìn)行一系列針對(duì)活性炭、活性炭/硫復(fù)合材料的材料表征和電池的性能測(cè)試。論文主要研究成果如下:(1)化學(xué)活化法制備活性炭的工藝可以得到大幅度的精簡(jiǎn),制備得出的三種活性炭都具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),但是三種活性炭材料的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)互不相同,有以層疊結(jié)構(gòu)為主的,如開(kāi)心果殼活性炭,有以呈現(xiàn)圓形孔道結(jié)構(gòu)為主的,如核桃殼活性炭,還有以扁平狹長(zhǎng)型孔道結(jié)構(gòu)為主的,如花生殼活性炭。(2)三種活性炭/硫復(fù)合材料正極在0.2 C的放電倍率下,初次放電比容量分別為:開(kāi)心果殼活性炭/硫復(fù)合材料685 mAh/g、核桃殼活性炭/硫復(fù)合材料900.2mAh/g和花生殼活性炭/硫復(fù)合材料961 mAh/g。百次充放電循環(huán)后,仍然分別有:476.6 mAh/g、579.45 mAh/g和712.18 mAh/g。通過(guò)對(duì)三種活性炭的對(duì)比可知:其中花生殼活性炭/硫復(fù)合材料在鋰硫電池當(dāng)中表現(xiàn)出最佳的綜合電化學(xué)性能。(3)將三種活性炭按照一定比例混合在一起做成復(fù)合活性炭,所得復(fù)合材料正極初次放電比容量為1104.7 mAh/g,百次后為742 mAh/g,五百次后還有340mAh/g�？梢�(jiàn)三種活性炭材料混合在一起時(shí)使用可以達(dá)到一定程度的結(jié)構(gòu)配合效應(yīng),有利于進(jìn)一步發(fā)揮鋰硫電池的電化學(xué)性能。論文應(yīng)用常見(jiàn)堅(jiān)果殼為原料制備出活性炭/硫復(fù)合正極材料,該材料制備過(guò)程簡(jiǎn)單,成本很低,環(huán)境友好性高,可以在鋰硫電池當(dāng)中得到很好的應(yīng)用。論文還對(duì)活性炭結(jié)構(gòu)與鋰硫電池放電性能之間的關(guān)系提出了有益的歸納,為鋰硫電池的綠色商業(yè)化做了有益探索。
【關(guān)鍵詞】：鋰硫電池 生物質(zhì)活性炭 堅(jiān)果殼 孔結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912;TQ424.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鋰硫電池簡(jiǎn)介10-12
• 1.2.1 鋰硫電池的電化學(xué)工作原理10-11
• 1.2.2 鋰硫電池存在的問(wèn)題11-12
• 1.3 鋰硫電池正極的研究問(wèn)題12-17
• 1.3.1 正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 硫/碳復(fù)合正極材料的研究進(jìn)展15-17
• 1.4 本文選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容17-20
• 1.4.1 本文選題依據(jù)17-19
• 1.4.2 本文研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 開(kāi)心果殼活性炭在硫/碳復(fù)合正極材料中的應(yīng)用研究20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及試劑20-21
• 2.3 活性炭及復(fù)合材料的制備21-22
• 2.3.1 開(kāi)心果殼活性炭的制備21-22
• 2.3.2 硫/碳復(fù)合材料的制備22
• 2.4 材料物化性能表征22-27
• 2.4.1 掃描電鏡測(cè)試22-24
• 2.4.2 比表面積及孔徑測(cè)試24-25
• 2.4.3 熱重分析25-26
• 2.4.4 X射線衍射分析26-27
• 2.5 電池電化學(xué)性能表征27-32
• 2.5.1 扣式電池組裝27-28
• 2.5.2 循環(huán)伏安測(cè)試28-29
• 2.5.3 充放電及循環(huán)性能測(cè)試29-31
• 2.5.4 交流阻抗測(cè)試31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 核桃殼活性炭在硫/碳復(fù)合正極材料中的應(yīng)用研究33-41
• 3.1 引言33
• 3.2 復(fù)合材料的制備及電池組裝33-34
• 3.2.1 核桃殼活性炭的制備33-34
• 3.2.2 硫/碳復(fù)合材料的制備34
• 3.2.3 正極極片的制備及電池組裝34
• 3.3 材料物化性能表征34-38
• 3.3.1 掃描電鏡測(cè)試34-36
• 3.3.2 比表面積及孔徑測(cè)試36
• 3.3.3 熱重分析36-37
• 3.3.4 X射線衍射分析37-38
• 3.4 電池電化學(xué)性能表征38-40
• 3.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試38
• 3.4.2 充放電及循環(huán)性能測(cè)試38-40
• 3.4.3 交流阻抗測(cè)試40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 花生殼活性炭在硫/碳復(fù)合正極材料中的應(yīng)用研究41-50
• 4.1 引言41
• 4.2 復(fù)合材料的制備及電池組裝41-42
• 4.2.1 花生殼活性炭的制備41-42
• 4.2.2 硫/碳復(fù)合材料正極極片的制備及電池組裝42
• 4.3 材料物化性能表征42-45
• 4.3.1 掃描電鏡測(cè)試42-43
• 4.3.2 比表面積及孔徑測(cè)試43
• 4.3.3 熱重分析43-44
• 4.3.4 X射線衍射分析44-45
• 4.4 電池電化學(xué)性能表征45-48
• 4.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試45
• 4.4.2 充放電及循環(huán)性能測(cè)試45-48
• 4.4.3 交流阻抗測(cè)試48
• 4.5 本章小結(jié)48-50
• 第5章 復(fù)合活性炭在硫/碳復(fù)合正極材料中的應(yīng)用研究50-54
• 5.1 引言50
• 5.2 復(fù)合材料的制備50
• 5.3 電池電化學(xué)性能表征50-53
• 5.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試51
• 5.3.2 充放電及循環(huán)性能測(cè)試51-52
• 5.3.3 交流阻抗測(cè)試52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第6章 總結(jié)與展望54-57
• 6.1 總結(jié)54-55
• 6.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62-63
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果63

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃偉;賈艷秋;孫盛凱;;活性炭及其改性研究進(jìn)展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2006年05期

2 孫康;蔣劍春;;國(guó)內(nèi)外活性炭的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2009年06期

3 孫寶林;新型活性炭材料的特性及應(yīng)用[J];勞動(dòng)保護(hù);1995年04期

4 孫艷;;活性炭制備現(xiàn)狀及其研究進(jìn)展[J];中國(guó)資源綜合利用;2014年01期

5 韓相理;蘆春梅;;凈美兼具——活性炭工藝品材料和功能初探[J];美術(shù)大觀;2014年01期

6 魏娜,趙乃勤,賈威;活性炭的制備及應(yīng)用新進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年05期

7 李夢(mèng)青,王新征,居蔭軒,鄭永麗;鈣催化活化制備活性炭的研究進(jìn)展[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

8 王鵬,張海祿;表面化學(xué)改性吸附用活性炭的研究進(jìn)展[J];炭素技術(shù);2003年03期

9 崔靜,趙乃勤,李家俊;活性炭制備及不同品種活性炭的研究進(jìn)展[J];炭素技術(shù);2005年01期

10 竇智峰;姚伯元;;高性能活性炭制備技術(shù)新進(jìn)展[J];海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 侯春燕;王公應(yīng);馮良榮;;活性炭載體改性進(jìn)展[A];第六屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2009年

2 黃偉容;肖澤輝;;活性炭的成型、廢氣處理中的應(yīng)用及發(fā)展前景[A];2008全國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

3 范武波;尹華強(qiáng);郭家秀;;活性炭改性方法研究[A];2012中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第三卷）[C];2012年

4 厲嘉云;馬磊;盧春山;李小年;;處理方法對(duì)活性炭載體及負(fù)載鈀催化劑性能的影響[A];第一屆全國(guó)化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集(上)[C];2004年

5 苗婷;周朝華;嚴(yán)春曉;程振興;;活性炭在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[A];公共安全中的化學(xué)問(wèn)題研究進(jìn)展（第三卷）[C];2013年

6 陳翠蘭;張本山;高凌云;李芬芬;周雪;;吸附劑活性炭的制備與在處理廢水中的應(yīng)用[A];2010第二屆中國(guó)食品安全高峰論壇論文集[C];2010年

7 湯華民;李江存;舒一蘭;;活性炭材料在空氣凈化中的應(yīng)用[A];公共安全中的化學(xué)問(wèn)題研究進(jìn)展（第二卷）[C];2011年

8 代曉東;劉欣梅;錢嶺;張建;閻子峰;;天然氣吸附用活性炭制備的放大試驗(yàn)研究[A];第十三屆全國(guó)催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

9 蔡芬芬;朱義年;梁美娜;;活性炭改性的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[A];2008中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集（上卷）[C];2008年

10 侯敏;劉力;王璐;梁海潮;鄧正華;;氧化劑(NH_4)_2S_2O_8處理活性炭對(duì)儲(chǔ)能性能的影響[A];第十二屆中國(guó)固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 本報(bào)記者 明 江;“漂亮”的治污殺手[N];中國(guó)商報(bào);2004年

2 何應(yīng)松;凈化室內(nèi)空氣“黑鉆金烏碳”是一絕[N];中華建筑報(bào);2004年

3 黃宇;為了人們飲水健康[N];中國(guó)信息報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 張輝　林澤攀 王建蘭;讓產(chǎn)品更好地滿足市場(chǎng)高品質(zhì)需求[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于劍峰;陶瓷基孔材料的設(shè)計(jì)、制備及其在污水處理中的應(yīng)用[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2013年

2 劉恩海;太陽(yáng)能與生物質(zhì)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)活性炭—甲醇吸附式制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 周旭健;多孔碳材料對(duì)二VA英吸附特性的機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 王玉新;毛竹活性炭的制備及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2007年

5 解立平;城市固體有機(jī)廢棄物制備活性炭的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（過(guò)程工程研究所）;2003年

6 代曉東;石油焦基活性炭的制備、修飾與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2008年

7 孫康;果殼活性炭孔結(jié)構(gòu)定向調(diào)控及應(yīng)用研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2012年

8 楊繼亮;活性炭在卷煙濾嘴及煙草加工廢水中的應(yīng)用[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

9 陳云;活性炭及其改性催化劑應(yīng)用于碘化氫分解的性能及機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2010年

10 王靜;濕生植物基活性炭的制備、表征及其對(duì)重金屬鎳離子吸附性能的研究[D];山東大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賴奕堅(jiān);成型活性炭的銀離子吸附研究[D];上海交通大學(xué);2009年

2 張雙雙;活性炭改性對(duì)氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

3 王晶晶;制取活性炭的生物質(zhì)焦介電特性研究[D];太原理工大學(xué);2016年

4 董金錄;高木質(zhì)素廢棄物制備CH_4/CO_2分離功能性吸附材料及其選擇性吸附的試驗(yàn)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

5 李艷;磷酸活化法核桃殼活性炭的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];東南大學(xué);2015年

6 蘇愛(ài)廷;活性炭改性對(duì)CH_4-CO_2重整反應(yīng)催化性能的研究[D];太原理工大學(xué);2016年

7 田穎霄;活性炭對(duì)水中乙酰水楊酸和對(duì)乙酰氨基酚的吸附研究[D];中北大學(xué);2016年

8 王春芳;活性炭理化特性對(duì)飲用水中有機(jī)物吸附特性的影響研究[D];清華大學(xué);2015年

9 尉士俊;玉米秸稈基活性炭的制備及甲醛吸附應(yīng)用研究[D];山東建筑大學(xué);2016年

10 趙敏芳;活性炭工藝對(duì)氟喹諾酮的去除及藥物對(duì)微生物的影響研究[D];山東建筑大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)活性炭在鋰硫電池中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：463134