硬炭因其具有獨特的微觀結構,是下一代鋰離子電池負極材料的有力競爭者,也是作為鈉離子電池負極的優(yōu)勢選項,開發(fā)廉價易得的硬炭制備技術、實現(xiàn)硬炭結構的有效控制,對硬炭負極的產(chǎn)業(yè)化應用具有重要意義。在眾多制備炭材料的原料中,重質(zhì)有機物因其含碳量高、價格低廉、來源廣泛一直是相關人員關注的重點。煤炭直接液化殘渣是一種富碳的煤液化過程副產(chǎn)物,其高效合理利用亟待解決。這種經(jīng)過加氫處理的液化混合物富含稠環(huán)芳烴及其衍生物,分子量分布范圍寬,是一種優(yōu)質(zhì)的碳材料原料。本文提出了以煤直接液化重質(zhì)有機物為原料,通過兩親化處理、炭化制備硬炭的策略,針對用于鋰/鈉離子電池的硬炭及硬炭復合負極材料開展了研究,主要研究如下。對于重質(zhì)有機物組成復雜、分子量高且分布范圍寬,高溫熱處理易于石墨化的問題,本文首先采用混酸氧化的方法,以煤炭直接液化殘渣中重質(zhì)有機物為碳源,制備了富含羧基和硝基的兩親性碳材料（amphiphilic carbonaceous material,ACM）ACM-TX。利用XRD、元素分析、紅外分析、拉曼光譜、XPS及¹H核磁共振分析等技術研究了兩親性碳材料形成過程的結構演變規(guī)律,結合...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 鋰離子/鈉離子電池概述
        1.1.1 鋰離子/鈉離子電池的發(fā)展概況
        1.1.2 鋰離子/鈉離子電池的工作原理
        1.1.3 鋰離子/鈉離子電池的常見正極材料
    1.2 鋰離子/鈉離子電池負極材料
        1.2.1 鋰離子/鈉離子電池炭負極材料
        1.2.2 硬炭負極材料的儲鋰機理
        1.2.3 硬炭負極材料的儲鈉機理
        1.2.4 鋰離子/鈉離子電池硬炭負極材料的制備
        1.2.5 鋰離子/鈉離子電池非炭負極材料簡介
    1.3 煤液化殘渣的性質(zhì)及其應用現(xiàn)狀
        1.3.1 煤液化殘渣的來源及結構特點
        1.3.2 煤液化殘渣的應用
        1.3.3 煤液化殘渣衍生炭材料
    1.4 兩親性碳材料
        1.4.1 兩親性碳材料的發(fā)展概況
        1.4.2 兩親性碳材料在儲能技術領域中的應用
    1.5 本論文的選題依據(jù)
2 實驗部分
    2.1 實驗原料、設備以及表征儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗設備
        2.1.3 表征分析儀器
    2.2 測試用電池的組裝
        2.2.1 電極片的制備
        2.2.2 紐扣電池的組裝
        2.2.3 三電極測試系統(tǒng)的組裝
    2.3 電極材料的電化學性能表征
        2.3.1 恒電流充放電測試
        2.3.2 循環(huán)伏安測試
        2.3.3 交流阻抗測試
3 煤基兩親性碳材料的結構與化學性質(zhì)
    3.1 煤基兩親性碳材料的制備
    3.2 ACM-TX的結構與化學性質(zhì)分析
    3.3 本章小結
4 ACM基硬炭的儲鋰/儲鈉性能研究
    4.1 ACM基硬炭的制備
    4.2 熱處理溫度對ACM基硬炭結構的影響
    4.3 ACM-TX-T系列硬炭材料的儲鋰性能研究
    4.4 ACM-TX-T系列硬炭材料的儲鈉性能研究
    4.5 ACM-TX系列硬炭材料的儲鈉機理
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：4033992