碳材料具有結構穩(wěn)定、化學穩(wěn)定性強、力學性能好、比表面積大及反應活性位點多等特點,廣泛應用于儲能、氣體吸附、催化等領域。碳材料存在理論比容量低、循環(huán)穩(wěn)定性差、電導率低及電化學性能差等缺點,制約了碳材料在儲能領域的應用,新型負極材料成為當前儲能領域的研究熱點。過渡金屬氧化物材料具有理論比容量大、安全性高等優(yōu)點倍受研究者關注,但其結構不穩(wěn)定,比表面積小、反應活性位點少和電導率低的問題限制了其發(fā)展。針對上述問題,本文以紡絲碳、三維石墨烯(3DGF)、三維多孔碳(3DPC)為碳基底材料,結合Zn-MOFs、Co-MOFs及Zn/Co-MOFs前驅體,制備四種碳基復合材料,研究材料微觀結構對電化學性能的影響規(guī)律。采用靜電紡絲和熱煅燒法,以Zn-MOFs多面體顆粒為前驅體,制備多孔CNFs(碳納米纖維)材料。采用溶劑熱和熱煅燒法,制備3DGF/Co3O4納米片復合材料。以Co-MOFs為前驅體,與三維多孔碳基(3DPC)復合,采用溶劑熱和熱煅燒,制備3DPC/Co/CoO復合材料。以Zn/Co-MOFs為前驅體,泡沫鎳為基底,采用溶劑熱和熱煅燒法,制備ZnO/Co3O4/C多孔核殼結構材料。采用 S...

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【學位級別】：博士

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圖1-1鋰離子電池基本工作原理（a）鋰離子嵌入原理（b）充放電原理

第1章緒論-3-圖1-1鋰離子電池基本工作原理（a）鋰離子嵌入原理（b）充放電原理Figure1-1ThebasicworkingprinciplesofLIBs(a)Li+insertingtheory(b)theoryofcharginganddischarging鋰離子電池....

圖1-2MOFs及衍生納米材料在電池和超級電容器中研究進展Figure1-2ResearchprogressesofMOFsandderivednanomaterialsinbatteriesandSCs

哈爾濱理工大學工學博士學位論文-6-金屬離子至少有一個鋰離子可進行可逆嵌入、脫出，具有很高能量密度。1.3MOFs衍生納米材料研究進展能源問題是全世界重要議題，其中高容量綠色離子電池與超級電容器正逐漸占據(jù)人們視野[41-46]。傳統(tǒng)電極材料具有容量低，穩(wěn)定性與循環(huán)性能差等特點。M....

圖1-3Zn-MOFs衍生多孔碳材料合成與應用（a）多孔碳合成示意圖

哈爾濱理工大學工學博士學位論文-8-寸Co-MOFs合成三維石墨化多孔碳網(wǎng)絡[73]。類似還有核殼結構Co/CoO/Co-MOFs復合物合成，當作為超級電容器電極時，具有很好電化學特性[74]。利用Co-MOFs可合成C-Co-N納米多孔多面體，用作鋰碲電池，具有2621mAh高....

圖1-4MOFs衍生NiO與TiO2的合成（a）NiO的合成與微觀結構（b）TiO2的合成與倍率性能

展現(xiàn)出優(yōu)秀儲鋰能力及較好倍率性能與循環(huán)穩(wěn)定性[81]，類似研究還有煅燒法獲得十二面體Co3O4，作為鋰離子電池正極具有1550mAhg-1可逆容量與優(yōu)秀循環(huán)穩(wěn)定性[82]。采用兩步煅燒方法，利用Zn-MOFs材料，合成多孔碳摻雜立方ZnO，不僅保留ZnO納米....

本文編號：3944499