為解決大規(guī)模的間歇性能源儲(chǔ)存問(wèn)題,低成本、大規(guī)模的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)引起了人們的廣泛關(guān)注。鉀離子電池具有與鋰離子電池相同的“搖椅”式儲(chǔ)能原理,可以與石墨形成層間化合物KC8,對(duì)應(yīng)理論容量為279 mAhg-1。鉀資源豐富、易于獲得,更適用于構(gòu)建低成本、大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)。但是,K+的半徑大,嵌入石墨形成KC8,將產(chǎn)生～61%的體積膨脹。體積膨脹將影響、惡化電極的循環(huán)穩(wěn)定性。針對(duì)這一問(wèn)題,本論文采用表面修飾和體積膨脹兩種過(guò)程,原子層沉積Al2O3對(duì)石墨表面修飾和對(duì)石墨進(jìn)行膨化處理,以實(shí)現(xiàn)鉀離子石墨負(fù)極的性能優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用Al2O3原子層沉積(ALD)工藝對(duì)石墨表面進(jìn)行修飾。電化學(xué)分析表明,Al2O3-ALD石墨的K+儲(chǔ)存循環(huán)穩(wěn)定性有明顯改善,50mA/g電流密度下循環(huán)50周,比容量為223 mAh/g原始石墨負(fù)極比容量為92 mAh/g,提高了 2.26倍�；陔娀瘜W(xué)分析過(guò)程,進(jìn)一步采用非原位XRD,TEM和SEM等表征手段,證明Al2O3涂層有助于保持K+嵌入/脫出過(guò)程中固態(tài)電極界面膜的穩(wěn)定性,使得石墨負(fù)極鉀離子儲(chǔ)存循環(huán)穩(wěn)定性得到了改善。(2)采用熱膨脹過(guò)程,以膨脹石墨為原料,獲得多孔石墨材料。多孔結(jié)構(gòu)將有利于緩沖鉀離子嵌入/脫出的體積變化,進(jìn)而提升石墨負(fù)極K+存儲(chǔ)的循環(huán)穩(wěn)定性�；谶@一思路,比較分析了不同溫度下膨脹石墨的K-存儲(chǔ)性能。800℃膨脹石墨在50mA/g電流密度下,顯示出第一圈的充電和放電比容量分別為210.3mAh/g和476.9mAh/g,即庫(kù)倫效率是44%。在50次循環(huán)的電化學(xué)循環(huán)后,仍然可以保持120.6 mAh/g的可逆比容量。與在400℃和600℃下處理的膨脹石墨相比,鉀儲(chǔ)存容量大大提高。
【學(xué)位單位】：天津師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM912;TB302
【部分圖文】：

鉀離子電池的工作原理圖

圖１－２鉀離子電池負(fù)極材料性能概述，其中，鋰離子電池和鈉離子電池的相逡逑關(guān)負(fù)極材料用于比較｜９］逡逑１．３．１

圖１－５鉀離子電池正極材料的性能概述，鋰和鈉離子電池的相關(guān)正極材料用于比逡逑較ｍ逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳日益;;用補(bǔ)鉀驅(qū)走夏季的倦怠[J];科學(xué)養(yǎng)生;2017年08期

2 ;怎樣讓牙齒更潔白[J];老年教育(長(zhǎng)者家園);2017年05期

3 鐘敏;唐國(guó)寧;;限制鉀離子電流抑制心臟中螺旋波和時(shí)空混沌[J];廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

4 顏臨川;章林華;;竹簽對(duì)鉀離子測(cè)定的影響[J];實(shí)用醫(yī)技雜志;2008年33期

5 方小龍;家族性周期性麻痹患者鉀離子結(jié)果分析[J];贛南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2002年04期

6 盛卓人;麻醉或手術(shù)中鉀離子紊亂的處理[J];實(shí)用外科雜志;1990年10期

7 孫玉善;梁衛(wèi)民;彭啟強(qiáng);馮飛;楊富順;;一種新的鉀試劑和低濃度鉀離子的高效富集劑[J];化學(xué)學(xué)報(bào);1989年07期

8 尹鎮(zhèn)江;;血液中鉀離子的分布及其測(cè)定方法(離子選擇電極法)[J];寧夏醫(yī)學(xué)雜志;1983年02期

9 周玫,齊鳳菊;紅細(xì)胞體外自發(fā)性鉀離子透出的某些特性研究[J];生理科學(xué);1984年03期

10 李桂明;;鉀離子與麻醉[J];中國(guó)傷殘醫(yī)學(xué);2014年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳力立;湯淑芬;陳玉銀;周兵;張超燦;;鈉鉀離子對(duì)二氧化硅溶膠穩(wěn)定性和流變性的影響[A];2014年全國(guó)無(wú)機(jī)硅化物行業(yè)年會(huì)暨行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃研討會(huì)論文集[C];2014年

2 龍永寧;毛曉紅;;鉀離子代謝失衡與原發(fā)性室顫(附二例報(bào)告)[A];華東地區(qū)第二次急診醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];1993年

3 楊小珊;李婭萍;孫洋;;離子色譜儀評(píng)估水中鉀離子的不確定度量化[A];2018中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2018年

4 廉娟;胡一兵;徐國(guó)華;;水稻鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsHAK1的功能和表達(dá)調(diào)控研究[A];中國(guó)的遺傳學(xué)研究——遺傳學(xué)進(jìn)步推動(dòng)中國(guó)西部經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展——2011年中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)大會(huì)論文摘要匯編[C];2011年

5 盧知軒;黃雅君;王翔;任斌;;原位EC-SERS研究鈉/鉀離子在普魯士藍(lán)中嵌入機(jī)制[A];第二十屆全國(guó)光散射學(xué)術(shù)會(huì)議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

6 韓真;杜遠(yuǎn)鵬;翟衡;李勃;;不同鉀水平和砧木對(duì)葡萄鉀離子吸收及其在亞細(xì)胞分布的影響[A];中國(guó)園藝學(xué)會(huì)2019年學(xué)術(shù)年會(huì)暨成立90周年紀(jì)念大會(huì)論文摘要集[C];2019年

7 宿永波;魏永剛;劉壘;張冬梅;;鉀離子對(duì)豬的營(yíng)養(yǎng)作用[A];2010山東飼料科學(xué)技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2010年

8 蘇虹羊;阮偉東;趙冰;;利用SERS技術(shù)檢測(cè)鉀離子[A];第十八屆全國(guó)光散射學(xué)術(shù)會(huì)議摘要文集[C];2015年

9 趙安珍;李洪艷;季國(guó)亮;;可變電荷土壤對(duì)鉀離子和鈉離子的吸附[A];土壤化學(xué)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展學(xué)術(shù)討論會(huì)會(huì)議指南與論文摘要集[C];2001年

10 楊金芳;劉泓宇;譚北平;楊奇慧;董曉慧;遲淑艷;張新節(jié);;低鹽度水體中添加不同水平鉀離子對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)、氮代謝、滲透調(diào)節(jié)、免疫力及抗病力的影響[A];2010年中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 西月;香蕉帶來(lái)好心情[N];中國(guó)石油報(bào);2000年

2 陳金偉;夏日宜多吃減壓食物[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2007年

3 ;清清淡淡過(guò)夏天[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2003年

4 博恩 山東省平陰縣人民醫(yī)院;夏季需防低血鉀[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2009年

5 本報(bào)記者 周麗;傅向華：心梗猝死多與低血鉀有關(guān)[N];河北日?qǐng)?bào);2012年

6 江蘇 副主任醫(yī)師 徐棟華;喝水不當(dāng)也惹病[N];家庭醫(yī)生報(bào);2004年

7 曹一杰;家庭營(yíng)養(yǎng)6條準(zhǔn)則[N];山西科技報(bào);2004年

8 副主任醫(yī)師 李欽儔;食物調(diào)“壓”有高招[N];家庭醫(yī)生報(bào);2003年

9 空軍總醫(yī)院風(fēng)濕腎病科 張赤兵;透析患者如何日常調(diào)理[N];健康報(bào);2009年

10 韓穎;伏天補(bǔ)鉀防軟癱[N];醫(yī)藥養(yǎng)生保健報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 夏國(guó)良;基于金屬有機(jī)框架化合物制備鋰/鉀離子電池負(fù)極材料與電化學(xué)性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

2 張偉;介觀結(jié)構(gòu)多孔配位晶體及衍生物鈉、鉀離子存儲(chǔ)性質(zhì)研究[D];華東師范大學(xué);2018年

3 鄧七九;幾種有機(jī)電極材料的改性及儲(chǔ)能機(jī)理研究[D];電子科技大學(xué);2017年

4 梁振濤;藥物對(duì)電壓門(mén)控Kv1.3和Kv1.5的阻斷效應(yīng)和意義研究[D];華中科技大學(xué);2008年

5 劉月;幾種二氧化錳晶體和表面結(jié)構(gòu)的理論研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

6 劉穎慧;發(fā)菜耐旱與復(fù)水過(guò)程中生理活性的恢復(fù)[D];華中師范大學(xué);2012年

7 王玉倩;小麥根系非選擇性陽(yáng)離子通道（NSCCs）在鉀離子跨膜轉(zhuǎn)移的地位和作用[D];揚(yáng)州大學(xué);2010年

8 趙婧;基于金納米顆粒構(gòu)建新型生物傳感器的研究[D];南京大學(xué);2011年

9 王夢(mèng)航;人工內(nèi)耳淋巴液模擬環(huán)境對(duì)嗅球神經(jīng)干細(xì)胞體外培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)性研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2010年

10 趙經(jīng)文;釀酒酵母耐鋰鹽的分子機(jī)理研究[D];天津大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 賀曉東;鉀離子電池石墨負(fù)極材料的改性研究[D];天津師范大學(xué);2019年

2 趙佳偉;高性能磷基鉀離子電池負(fù)極材料（SnP@C，Se_3P_4@C，GeP_3@C）的制備與性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2019年

3 馬婧;CuTCNQ和紅磷作為鉀離子電池電極材料的研究[D];電子科技大學(xué);2019年

4 付思晗;聚吡咯/部分還原氧化石墨烯復(fù)合材料作為鋰/鉀離子電池正極材料[D];華南理工大學(xué);2019年

5 鳳帥帥;二次電池金屬—有機(jī)框架的改性及儲(chǔ)能機(jī)理研究[D];西安理工大學(xué);2019年

6 趙瑾;有機(jī)電極材料在鉀離子電池中電化學(xué)性能的研究[D];天津大學(xué);2018年

7 李娜;T-Nb_2O_5的制備及其在鉀離子電池中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院);2019年

8 鄒劍;二維層狀材料作為鉀離子電池電極材料的研究[D];電子科技大學(xué);2018年

9 姚穎;分子篩的鉀離子交換研究[D];天津大學(xué);2014年

10 張正楊;鉀離子抗血管鈣化的分子機(jī)制研究[D];川北醫(yī)學(xué)院;2014年

本文編號(hào)：2816867