作為新興的混合型電能存儲(chǔ)設(shè)備,鈉離子電容器在近幾年來(lái)備受關(guān)注。在鈉離子電容器中,電池型的負(fù)極通過可逆地存儲(chǔ)鈉離子提供高的能量密度,而電容型的正極材料通過表面快速的電容響應(yīng)提供高的功率密度和良好的循環(huán)性能。盡管鈉離子電容器兼具了電池和電容器的優(yōu)點(diǎn),然而其性能的提升仍會(huì)受到高性能正負(fù)極材料設(shè)計(jì)制備的限制。在諸多負(fù)極材料中,SnO2具有比容量高、安全性好、合成方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。然而,較差的導(dǎo)電性以及充放電過程中巨大的體積變化使得氧化錫負(fù)極往往表現(xiàn)出較差的倍率和循環(huán)穩(wěn)定性能。在本論文中,我們以氮摻雜的多孔炭納米片作為載體實(shí)現(xiàn)了無(wú)定形SnO2(A-SnO2)亞納米簇的制備,評(píng)估了炭載氧化錫(A-SnO2@PCNS)負(fù)極材料在半電池體系中的性能。利用電化學(xué)表征和理論計(jì)算分析了結(jié)構(gòu)組成與性能之間的構(gòu)效關(guān)系,并以A-SnO2@PCNS為負(fù)極構(gòu)建了高性能的鈉離子電容器,最后探究了 A-SnO2亞納米簇的形成機(jī)理,提出了炭載A-SnO2亞納米簇普適性的制備方法。取得了以下的研究成果:(1)提出了一種簡(jiǎn)單高效的方法實(shí)現(xiàn)了 A-SnO2亞納米簇的制備。以生物質(zhì)基氮摻雜多孔炭納米片為載體,將其與錫鹽進(jìn)行簡(jiǎn)單混合并...

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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
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電容器
        1.2.1 鈉離子電容器的儲(chǔ)能機(jī)理
        1.2.2 鈉離子電容器的正極材料
        1.2.3 鈉離子電容器的負(fù)極材料
    1.3 氧化錫負(fù)極材料及其儲(chǔ)鈉機(jī)理
        1.3.1 氧化錫的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.3.2 氧化錫負(fù)極材料的儲(chǔ)鈉機(jī)理
    1.4 氧化錫負(fù)極材料的問題及改性方法
        1.4.1 存在問題
        1.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        1.4.3 組成調(diào)控
    1.5 本論文的選題立意、研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 選題立意
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
    2.2 制備方法
        2.2.1 多孔炭的制備
        2.2.2 炭載氧化錫的制備
    2.3 物性表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 掃描透射電子顯微鏡
        2.3.4 X射線衍射儀
        2.3.5 熱重分析
        2.3.6 X射線光電子能譜儀
        2.3.7 氮?dú)獾葴匚摳?br>        2.3.8 同步輻射
    2.4 理論計(jì)算方法
    2.5 鈉離子電池的電化學(xué)測(cè)試
        2.5.1 鈉離子電池電極的制備
        2.5.2 鈉離子電池的組裝
        2.5.3 恒流充放電測(cè)試
        2.5.4 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.5.5 交流阻抗測(cè)試
        2.5.6 恒電流間歇滴定技術(shù)測(cè)試
    2.6 鈉離子電容器的組裝及其測(cè)試
        2.6.1 鈉離子電容器的組裝
        2.6.2 恒流充放電測(cè)試
        2.6.3 循環(huán)伏安測(cè)試
第三章 炭載氧化錫材料的物性表征
    3.1 引言
    3.2 炭載氧化錫的制備
    3.3 炭載氧化錫的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 形貌表征
        3.3.2 結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 比表面積及孔結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 表面元素組成及化學(xué)狀態(tài)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 炭載氧化錫電極材料的儲(chǔ)鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 半電池中的儲(chǔ)鈉性能評(píng)估
    4.3 儲(chǔ)鈉機(jī)理分析
        4.3.1 電化學(xué)分析
            4.3.1.1 儲(chǔ)能特性分析
            4.3.1.2 交流阻抗分析
            4.3.1.3 恒電流間歇滴定測(cè)試
            4.3.1.4 循環(huán)前后電極形貌的表征
        4.3.2 理論計(jì)算分析
    4.4 鈉離子電容器的組裝和性能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 無(wú)定形氧化錫的形成機(jī)理
    5.1 引言
    5.2 無(wú)定形氧化錫的形成機(jī)理初探
    5.3 無(wú)定形氧化錫的形成機(jī)理驗(yàn)證
        5.3.1 孔結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.2 形貌維度的影響
        5.3.3 雜原子的影響
    5.4 無(wú)定形氧化錫的成功制備
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)術(shù)成果及發(fā)表的論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3825571