隨著社會和科技發(fā)展日新月異,各式電子設(shè)備尤其是電動汽車飛速發(fā)展,對于高性能二次電池的需求愈加旺盛。目前應(yīng)用最為廣泛的二次儲能體系是鋰離子電池,但受限于儲量較低的鋰資源,因而迫切需要找到替代品。而鉀元素具有地殼豐度高、開發(fā)方便、成本低廉等特點,因此鉀離子電池是非常有應(yīng)用潛力的新型二次電池。但由于鉀離子半徑大,擴散速率慢,因而制約鉀離子電池發(fā)展的主要瓶頸是缺乏能實現(xiàn)K⁺可逆脫嵌的高性能電極材料,尤其是鉀離子電池負極材料。然而鉀離子在傳統(tǒng)的石墨負極材料中脫嵌時會帶來巨大的體積膨脹,導(dǎo)致石墨結(jié)構(gòu)破碎,因而儲鉀容量低、倍率性能差,且循環(huán)壽命短。而多孔碳類材料由于具有豐富的活性位點、穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)和較短的離子遷移通道,正是更為合適的鉀離子電池負極材料。在本論文中,我們不僅以廢舊腈綸毛線為原料,納米錫顆粒為模板,通過靜電紡絲技術(shù)制備了氮摻雜的多孔碳納米纖維(NMCNFs);而且以乙酰丙酮鹽為碳源,通過自模板技術(shù)經(jīng)高溫碳化和酸洗處理制備了多孔石墨碳材料。其中NMCNFs具有高氮摻雜(7.98%)、內(nèi)部互聯(lián)的多級孔結(jié)構(gòu),可以提供豐富的活性位點、縮短內(nèi)部離子擴散通道。氮摻雜的多孔碳納米纖...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1鉀離子電池工作原理示意圖

第一章緒論3優(yōu)勢。隔膜作用是防止正負極直接接觸，避免發(fā)生短路，此外還必須滿足允許離子通過、避免循環(huán)過程中形成的鉀枝晶穿刺，目前主要使用的隔膜一般為玻璃纖維材質(zhì)和多孔聚合物材質(zhì)。此外還有小部件也必不可少，如粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、外殼等。粘結(jié)劑主要是聚偏氟乙烯（PVDF）、羧甲基纖維素鈉（....

圖3-1氮摻雜的多孔碳納米纖維材料的合成示意圖

華南理工大學碩士學位論文24理3h，使金屬錫顆粒在溶液中均勻分布。接著將制備好的均勻分散的前驅(qū)體漿液轉(zhuǎn)移至靜電紡絲機中將其拉伸成納米纖維，操作電壓為20kV，針頭內(nèi)徑為0.35mm，接收板與針頭間的工作距離為15cm，進料速率為0.02mlmin-1。隨后將獲得的納米纖維放入程序....

圖3-2NMCNFs樣品的（a）XPS全譜；（b）C1s譜圖；（c）N1s譜圖；（d）O1s譜圖

第三章氮摻雜的多孔納米碳纖維用作鉀離子電池負極材料25到普魯士白材料。3.2.3材料的表征及電池的制備詳見第二章實驗部分。3.3實驗結(jié)果與討論3.3.1X射線光電子能譜（XPS）結(jié)果分析圖3-2是氮摻雜的多孔碳納米纖維的XPS測試結(jié)果，對其元素組成做了具體的分析，從圖3-2（a）....

圖3-3合成的Sn@CNFs、NMCNFs和PCNFs材料的XRD圖

華南理工大學碩士學位論文26eV的C-C鍵、285.5eV的C-N鍵與C-O鍵、286.5eV的C=O鍵[83,87]。而O1s峰則可以分為兩個更具體的峰，分別是位于532.3eV的C=O鍵和位于533.0eV的C-O鍵[4,10,88,89]。而對于氮元素來說，它可以被細分為四....

本文編號：3966056