鋰離子電池（LIBs）的廣泛應(yīng)用對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生了巨大的影響。但由于其電極材料存在性能上的局限,使當(dāng)前LIBs的能量密度難以滿足人們對(duì)便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能等日益增長(zhǎng)的需求。因此,研究LIBs以外的高能量密度電池成為當(dāng)前科研人員研究的熱點(diǎn)。金屬鋰由于具有高的理論容量和低的電化學(xué)電位,使得金屬鋰電池（LMBs）被認(rèn)為是最有前途的下一代高能儲(chǔ)能設(shè)備。然而,以金屬鋰直接作為負(fù)極在反復(fù)脫除/沉積過(guò)程中會(huì)形成樹枝狀鋰枝晶,導(dǎo)致巨大的體積變化、產(chǎn)生死鋰、以及穿透電池隔膜等問(wèn)題,使得電池的循環(huán)穩(wěn)定性降低并帶來(lái)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。因此,制定有效的策略來(lái)提升金屬鋰負(fù)極的穩(wěn)定性是LMBs未來(lái)商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵所在。在諸多策略中,設(shè)計(jì)具有多孔微納結(jié)構(gòu)和獨(dú)特親鋰表面的碳納米材料已被證明是誘導(dǎo)鋰均勻成核沉積、抑制鋰枝晶生長(zhǎng)的最有效策略之一。本論文通過(guò)“自上而下”的金屬有機(jī)框架前體碳化和“自下而上”的原位生長(zhǎng)方法,成功制備了兩種不同雜原子摻雜的碳納米管網(wǎng)絡(luò)電極。所制備的雜原子摻雜碳納米管電極具有良好的親鋰性能,能有效調(diào)節(jié)金屬鋰的可逆成核和生長(zhǎng),抑制鋰枝晶的生成。同時(shí)通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)手段證明碳納米管... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鋰電池研究背景
    1.2 金屬鋰電池
        1.2.1 金屬鋰概述
        1.2.2 金屬鋰電池種類
        1.2.3 金屬鋰負(fù)極存在的主要問(wèn)題
        1.2.4 金屬鋰負(fù)極的改性研究策略
            1.2.4.1 鋰合金
            1.2.4.2 固態(tài)電解質(zhì)
            1.2.4.3 有機(jī)電解液和Li金屬/電解質(zhì)界面改性
            1.2.4.4 結(jié)構(gòu)化電極
    1.3 碳基結(jié)構(gòu)化電極用于金屬鋰負(fù)極研究
        1.3.1 碳基結(jié)構(gòu)化電極制備
        1.3.2 碳基結(jié)構(gòu)化電極用于金屬鋰負(fù)極研究進(jìn)展
        1.3.3 碳基結(jié)構(gòu)化電極用于金屬鋰負(fù)極面臨問(wèn)題與挑戰(zhàn)
    1.4 選題的目的、意義和論文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 選題的目的和意義
        1.4.2 論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 氮摻雜碳納米管結(jié)構(gòu)化電極用于穩(wěn)定金屬鋰負(fù)極研究
    2.1 引言
    2.2. 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.2.2 材料制備
            2.2.2.1 不同Co/Zn比例MOFs制備
            2.2.2.2 含有Co,N結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳納米管制備
            2.2.2.3 不含Co,N結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳納米管制備
        2.2.3 表征方法
        2.2.4 電極材料制備及電池組裝
        2.2.5 DFT計(jì)算
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.3.2 Co,N-CNT網(wǎng)絡(luò)親鋰性能
        2.3.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氧摻雜碳納米管結(jié)構(gòu)化電極用于穩(wěn)定金屬鋰負(fù)極研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        3.2.2 材料制備
            3.2.2.1 富氧碳納米管網(wǎng)絡(luò)的制備
            3.2.2.2 還原碳納米管網(wǎng)絡(luò)(R-CNT)的制備
        3.2.3 表征方法
        3.2.4 電極材料制備及電池組裝
        3.2.5 DFT計(jì)算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
        3.3.2 富氧碳納米管網(wǎng)絡(luò)的“親鋰”性能
        3.3.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論
本論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬鋰枝晶生長(zhǎng)機(jī)制及抑制方法[J]. 程新兵,張強(qiáng).  化學(xué)進(jìn)展. 2018(01)
[2]淺談高比能量二次鋰電池中金屬鋰負(fù)極材料[J]. 王瀟.  電子測(cè)試. 2017(Z1)



本文編號(hào)：3705271