超級電容器與鋰離子電池儲能技術(shù)由于各自獨特的儲能機制以及儲能優(yōu)勢而廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、輔助電源、電動汽車以及智能電網(wǎng)等。然而通過雙電層電荷存儲機制的炭基超級電容器電極材料具有有限的能量密度,而傳統(tǒng)氧化物基鋰離子電池負極材料具有低電子導(dǎo)電率以及慢鋰離子擴散速率。通過異質(zhì)原子摻雜能夠在炭基材料中引入贗電容效應(yīng)進而提高其能量密度；異質(zhì)原子摻雜的多孔碳骨架復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)不僅能夠有效提高電極材料的電子導(dǎo)電率,而且能夠縮短鋰離子擴散路徑并提供良好的應(yīng)力緩釋作用。本文通過聚吡咯、聚苯胺以及沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）等原位碳化過程分別制備氮氧共摻雜活化碳納米管、氮氧共摻雜多孔碳納米骨架材料以及多孔氮摻雜炭/ZnO多面體,改善并提高三者作為超級電容器或鋰離子電池負極電極材料的容量、倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。本文主要研究內(nèi)容如下：（1）氮氧共摻雜活化碳納米管：采用聚吡咯納米管作為含氮聚合物前驅(qū)體,采用兩步高溫碳化-活化法成功制備含氮氧活化碳納米管。碳化階段形成相比于聚吡咯前驅(qū)體更穩(wěn)定的無定形碳納米管,其確保了隨后KOH活化過程不會破壞碳納米管的形貌、孔結(jié)構(gòu)等。所獲得的氮氧共摻雜活化碳納米管具... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１超級電容器的不同電荷存儲機制

青島科技大學(xué)碩丄＇研究生學(xué)位論文直至１９８６年出現(xiàn)了裡離子電池的第一個維形，其用ＬｉＣｏ〇２為正極材料，電有機裡鹽體系，負極材料采用炭基結(jié)構(gòu)材料。１９９１年，ＳＯＮＹ公司成功將裡池商業(yè)化。商業(yè)化的裡離子電池的體積和質(zhì)量能量密度比傳統(tǒng)鎮(zhèn)福電池Ｗ及池高兩倍之多，這促進了便攜式電子設(shè)備的體積和重量的大幅度減小，使得電子設(shè)備更為輕便和小型化。近年來，裡離子電池的應(yīng)用逐漸擴展至電動汽車動力電車Ｌ義及智能電網(wǎng)儲能設(shè)備中。如圖１－２所示，隨后幾年消費者應(yīng)用（電子設(shè)備）還將穩(wěn)步增長，裡離子電池在電動汽車中的應(yīng)用將會實現(xiàn)快速增

Ｍｅ￥ｏｐ〇ｆ〇ｕｓ?Ｃａｒｔｏｏｎ?Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?Ｃａｒｂｏｎ?Ｆｒｏｍ??ｆｔｏｍ?Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ?Ｐｏｌｙａｎ…說?Ｄｏｐｅｄ?Ｗｉｔｈ?Ｍｅ切Ｉｓ??圖１－５?ＳＢＡ－１５模板法合成介孔碳ｋ乂及金屬棒雜介孔碳示意圖［Ｍ】。??Ｆｉｇ．?１—５?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?Ｓ目Ａ－１５?化ｍｐｌａｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?化ｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ??ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ａｎｄ?ｍｅｔａｌ－ｄｏｐｅｄ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ【６ｓ］．??近日，Ｊｉａ等人ｔＷ等人通過直接將乙二胺四己酸四鋼鹽在高媼股燒后稀鹽酸洗??緣后獲得氮慘雜多孔碳材料。隨著鍛燒溫度從６００到９００?°Ｃ的變化，所獲得的含氮??多孔碳材料的比表面積由４０８變化為１１７１?ｍ２?ｇ－ｉ，其含氮量由８．巧口／．％變化為１．０２??化％。由此可見，隨著溫度的升高，樣品比表面積有所提高，然而含氮量下降。因??此，合適的鍛燒溫度對于材料的綜合電化學(xué)性質(zhì)至關(guān)重要。含氮前驅(qū)體直接鍛燒法??中所利用的含氮前驅(qū)體一般為聚化咯、聚苯胺Ｗ及聚嗟吩等含雜原子的導(dǎo)電聚合物??材料。聚合物前驅(qū)體在高溫碳化時會發(fā)生脫徑基、氨基等化學(xué)反應(yīng)，盡量選擇高含??氮量的聚合物前驅(qū)體材料所獲得的含氮炭材料具有高的氮含量。另外，選擇同時含??有氮、硫、測等雜原子的聚合物前驅(qū)體材料能夠同時研究多種雜原子慘雜對于碳材??料的物理化學(xué)性質(zhì)的影響。例如


本文編號：3382484