本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)基碳材料的制備及電化學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋰離子電池由于具有較高的工作電壓和能量密度等優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦以及電動汽車等領(lǐng)域。石墨類碳材料是目前商品化鋰離子電池的主要負(fù)極材料,理論容量為372 mA h/g。隨著社會的發(fā)展,石墨類碳材料的儲鋰容量越來越不能滿足需求,人們開始開發(fā)新型負(fù)極材料來提高鋰離子電池的性能。本論文以生物質(zhì)材料—海藻酸鈉作為原材料,經(jīng)過簡單的碳化處理得到多孔碳材料及石墨烯類碳材料。對所得的碳材料進(jìn)行了一系列物理化學(xué)性質(zhì)表征,并且研究了它們在鋰離子電池負(fù)極材料方面的應(yīng)用性能。以常見生物質(zhì)海藻酸鈉作為原料,通過簡單的方法制備出膜狀前軀體。將獲得的膜狀前軀體進(jìn)行簡單的碳化處理,獲得一系列片狀三維多孔碳材料。多孔碳材料的比表面積及微孔體積可以通過調(diào)節(jié)膜狀前軀體的厚度來進(jìn)行調(diào)控。所得片狀三維多孔碳材料作為鋰離子電池負(fù)極材料時表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。充放電過程中,多級孔道結(jié)構(gòu)有利于電解質(zhì)溶液、鋰離子及電子的快速擴散。材料中的微孔也可以提供較高的可逆容量。以生物質(zhì)海藻酸鈉為碳源,利用商品化石英砂作為模板劑,通過簡單的碳化處理后,去除模板劑,獲得石墨烯基多孔碳材料。海藻酸鈉與石英砂的用量比對所得復(fù)合碳材料的結(jié)構(gòu)具有重要影響。所得碳材料作為鋰離子電池負(fù)極材料表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能,材料中的介孔孔道及較小的粒徑有利于電解質(zhì)溶液及鋰離子的快速擴散,石墨烯結(jié)構(gòu)促進(jìn)電子的快速的傳輸。
【關(guān)鍵詞】：海藻酸納 石英砂 碳化處理 負(fù)極材料 鋰離子電池
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;O646
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 生物質(zhì)的簡介9-10
• 1.1.1 生物質(zhì)的基本概念9
• 1.1.2 生物質(zhì)所含成分9
• 1.1.3 生物質(zhì)能9-10
• 1.1.4 生物質(zhì)的利用10
• 1.2 生物質(zhì)基碳材料10-12
• 1.2.1 生物質(zhì)基碳材料的簡介10
• 1.2.2 生物質(zhì)基碳材料的制備方法10-11
• 1.2.3 生物質(zhì)基碳材料的應(yīng)用11-12
• 1.3 鋰離子電池12-14
• 1.3.1 鋰離子電池的工作原理12-13
• 1.3.2 鋰離子電池的優(yōu)點與應(yīng)用13
• 1.3.3 鋰離子電池的主要組成成分13
• 1.3.4 鋰離子電池的負(fù)極材料13-14
• 1.3.5 鋰離子電池的負(fù)極材料——生物質(zhì)基碳材料14
• 1.4 選題意義及研究內(nèi)容14-18
• 1.4.1 選題意義14-15
• 1.4.2 研究內(nèi)容15-18
• 1.4.2.1 生物質(zhì)基片狀三維多孔碳材料的制備及其電化學(xué)性能的研究15-16
• 1.4.2.2 生物質(zhì)基石墨烯類多孔碳材料的制備及其電化學(xué)性能的研究16-18
• 第二章 實驗部分18-22
• 2.1 實驗試劑及實驗儀器18-19
• 2.2 表征方法19
• 2.3 電化學(xué)性能測試19-20
• 2.4 生物質(zhì)基片狀三維多孔碳材料的制備20
• 2.4.1 海藻酸鈉薄膜的制備20
• 2.4.2 多孔碳材料的制備20
• 2.5 生物質(zhì)基石墨烯類多孔碳材料的制備20-22
• 2.5.1 海藻酸鈉-石英砂前軀體的制備20-21
• 2.5.2 石墨烯類多孔碳材料的制備21-22
• 第三章 結(jié)果與討論22-41
• 3.1 生物質(zhì)基片狀三維多孔碳材料的制備及其電化學(xué)性能的研究22-32
• 3.1.1 三維多孔碳材料的表征22-30
• 3.1.1.1 SEM及TEM測試分析22-25
• 3.1.1.2 FT-IR測試分析25
• 3.1.1.3 XRD測試分析25-26
• 3.1.1.4 Raman光譜測試分析26-27
• 3.1.1.5 N_2吸附/脫附測試分析27-30
• 3.1.2 電化學(xué)性能測試30-31
• 3.1.3 本研究小結(jié)31-32
• 3.2 生物質(zhì)基石墨烯類多孔碳材料的制備及其電化學(xué)性能的研究結(jié)果與討論32-41
• 3.2.1 石墨烯類多孔碳材料的表征32-37
• 3.2.1.1 SEM和TEM分析32-34
• 3.2.1.2 FT-IR分析34
• 3.2.1.3 XRD分析34-35
• 3.2.1.4 拉曼光譜分析35-36
• 3.2.1.5 N_2吸附脫附曲線和孔徑分布36-37
• 3.2.2 電化學(xué)性能測試37-40
• 3.2.3 本研究小結(jié)40-41
• 第四章 結(jié)論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-46
• 致謝46-47

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