鈉離子電池一直被視為是應(yīng)用廣泛的鋰離子電池的下一代儲(chǔ)能電池,無(wú)論鋰離子電池還是鈉離子電池,碳/碳基材料是作為負(fù)極材料的關(guān)鍵材料之一,而生物質(zhì)材料,如過(guò)期的花粉和廢棄的棉花均是生活廢棄物,由于來(lái)源廣泛,成本低廉并能循環(huán)利用能使其再資源化,達(dá)到對(duì)環(huán)境友好的目的。多種生物質(zhì)材料已經(jīng)被研究并應(yīng)用于鋰離子電池和鈉離子電池中,在本文,使用氫氧化鉀和硝酸鎂作為活化劑分別對(duì)廢棄的花粉和棉花球高溫活化、碳化處理,均獲得具有較大比表面積的三維多孔碳材料。以花粉為前驅(qū)體制備三維結(jié)構(gòu)生物質(zhì)碳的實(shí)驗(yàn)中,氫氧化鉀與花粉生物質(zhì)原料的最佳質(zhì)量比例為2:3。作為鋰離子電池負(fù)極電極材料,在2 A g^-1的恒電流密度下進(jìn)行300次循環(huán)充放電后比容量為375 mAh g^-1;在0.1,0.5,1.0,2.0,5.0 A g^-1電流下進(jìn)行倍率測(cè)試,得到可逆容量分別為500,350,293,250,215 mAh g^-1。作為鈉離子電池負(fù)極電極材料,在2.0 A g^-1的恒電流密度下充放電200圈,得到270 mAh g...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷程
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
        1.2.3 鋰離子電池的關(guān)鍵材料
    1.3 鈉離子電池概述
        1.3.1 鈉離子電池工作原理
        1.3.2 鈉離子電池關(guān)鍵材料
    1.4 碳基電池材料
        1.4.1 石墨類碳
        1.4.2 無(wú)定形碳
    1.5 生物質(zhì)碳材料
        1.5.1 生物質(zhì)
        1.5.2 生物質(zhì)碳
        1.5.3 生物質(zhì)碳的制備
            1.5.3.1 生物質(zhì)材料的碳化
            1.5.3.2 碳材料的活化
        1.5.4 鈉離子電池/鋰離子電池生物碳負(fù)極材料電化學(xué)性能匯總
    1.6 論文的研究意義和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 表征分析測(cè)試
        2.3.1 X-射線衍射(XRD)
        2.3.2 電子掃描顯微鏡分析(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.3.4 激光共焦顯微拉曼光譜儀分析(Raman)
        2.3.5 X射線光電子能譜儀分析(XPS)
        2.3.6 氣體吸附脫附儀分析(BET)
    2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 極片制備及半電池(紐扣電池)的組裝
        2.4.2 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        2.4.3 交流阻抗(EIS)
        2.4.4 恒電流充放電測(cè)試
第三章 花粉多孔結(jié)構(gòu)碳材料應(yīng)用于鋰離子電池和鈉離子電池的性能研究
    3.1 前言
    3.2 材料制備和表征
        3.2.1 花粉碳材料的制備
        3.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 鋰離子電池組裝及電化學(xué)性能表征
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 花粉多孔碳材料的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 棉花基三維多孔結(jié)構(gòu)碳材料應(yīng)用于鋰離子電池的性能研究
    4.1 前言
    4.2 材料制備和表征
        4.2.1 棉花碳材料及棉花基碳材料的制備
        4.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 鋰離子電池組裝及電化學(xué)性能表征
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 鋰離子電池電化學(xué)性能
        4.3.3 鋰離子電池贗電容貢獻(xiàn)計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第五章 棉花基三維多孔結(jié)構(gòu)碳材料應(yīng)用于鈉離子電池的性能研究
    5.1 前言
    5.2 材料制備和表征
        5.2.1 棉花基三維多孔碳材料的制備
        5.2.2 物相結(jié)構(gòu)表征
        5.2.3 鈉離子電池組裝及電化學(xué)性能表征
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 化學(xué)反應(yīng)及物相分析
        5.3.2 鈉離子電池電化學(xué)性能
        5.3.3 鈉離子電池贗電容貢獻(xiàn)及第一性原理計(jì)算
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3809046