發(fā)布時(shí)間：2021-10-29 08:38

　　可穿戴設(shè)備的發(fā)展將為我們提供更加便捷的生活體驗(yàn)。為了滿足器件佩戴后活動(dòng)時(shí)所需的柔性要求,需要設(shè)計(jì)與之匹配的柔性儲能設(shè)備。鈉礦儲量和成本的優(yōu)勢使得鈉離子電池成為柔性儲能設(shè)備的候選之一。電極材料作為其中不可或缺的一環(huán),其開發(fā)吸引了更多研發(fā)人員的目光。其中,硬碳材料因?qū)捠g距、亂層堆疊等結(jié)構(gòu)特點(diǎn),有利于鈉離子存儲,因此成為最有商業(yè)化潛力的材料。但是,目前的硬碳負(fù)極材料研究中,低密度和低面負(fù)載量限制了鈉離子電池在便攜式器件中的性能,使用粘結(jié)劑的粉末狀負(fù)極材料,在折疊扭曲過程中表現(xiàn)出的脆性無法滿足柔性器件的需求,這些都是當(dāng)下仍待解決的問題。此外,對儲鈉機(jī)理的研究,對設(shè)計(jì)滿足使用性能的柔性負(fù)極材料也可以起到一定指導(dǎo)作用。本論文通過靜電紡絲的工藝手段,以聚丙烯腈為碳源,選用不同填料,制備了一系列的柔性碳納米纖維膜。選取三聚氰胺作為富氮前驅(qū)體填料,通過調(diào)整碳化工藝,制備得到具有高氮含量（15 a.t%）,卷曲碳納米纖維形貌的超柔碳膜。探究了異質(zhì)元素?fù)诫s及對與儲鈉性能的影響。隨著硬碳無序度的增加,存儲鈉離子的行為由吸附嵌入共同主導(dǎo)。1 Ag-1下進(jìn)行恒電流充放電測試,表現(xiàn)出出色的千次長循環(huán)穩(wěn)定性,即便... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＳＩＢ工作原理示意圖［５】??Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ?ｆｏｒ?ＳＩＢｓ［５］．??

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?第一章緒論???（ａ）?＿?■ＨＨＩ?ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ?￣??■＊＊＂?？?Ｑ?ｒ??ｍｍｍｍ?＾?３００?°Ｃ／ｖａｃｕｕｍ?，?二，＇ｖ．?６Ｓ０?°Ｃ?／?３ｈ?＾ＢＳＵＫｌ＾??Ｓｔｅ？?４?＇?⑩??圖１－４高柔性Ｎ－ＣＮＦ的制備示意圖［１２］??Ｆｉｇ．１－４?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｉｇｈｌｙ?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?Ｎ－ＣＮＦ．［１２】??自支撐電極的制備思路主要分為兩種：無模板法和模板輔助法。無模板法指通過??靜電紡絲將活性材料與碳基材料結(jié)合。樓雄文課題組使用聚酰胺酸（ＰＡＡ）作為聚合??物前驅(qū)體來制備柔性的氮摻雜碳納米纖維膜（Ｎ－ＣＮＦ）。［１２１圖１－４展示出了高柔性碳??納米纖維膜的制造過程。獲得的Ｎ－ＣＮＦ具有良好的柔性，可作為自支撐電極，無需??粘合劑電極。Ｎ－ＣＮＦ擁有３Ｄ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制備得到的Ｎ－ＣＮＦ中的Ｎ含量為７．１５ａ．ｔ％。??摻雜的Ｎ可以用作電化學(xué)活性位點(diǎn)，以提高碳納米纖維的鈉離子存儲能力。模板輔助??法則需要各種基底，如銅、鎳等金屬基底或者碳紙、碳布等含碳基底，在基底上生長??活性物質(zhì)來制備自支撐電極。??１．２鈉基電池碳負(fù)極材料的分類??負(fù)極材料主要包含碳基材料、金屬氧化物、合金類材料等。其中碳基材料具有來??源豐富，充放電測試過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)，在鈉離子電池負(fù)極材料研宄中，吸引了??更多的關(guān)注。??１．２．１石墨類碳??石墨是當(dāng)前ＵＢ中使用最廣泛的陽極材料，可以通過鋰嵌入得到ＬｉＣ６，石墨的理??論容量為３７２?ｍＡｈ?ｇ－１。但由于Ｎａ在石墨中幾乎不形成階段性石墨插層化合物（ＧＩＣ），??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]靜電紡絲在鈉離子電池中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王玲,楊國銳,王嘉楠,王思嵐,彭生杰,延衛(wèi).  化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]氮摻雜對碳材料性能的影響研究進(jìn)展[J]. 張德懿,雷龍艷,尚永花.  化工進(jìn)展. 2016(03)
[3]從“納米蜘蛛”說起——電紡絲的全球產(chǎn)業(yè)化[J]. 王波,胡平.  新材料產(chǎn)業(yè). 2007(06)



本文編號：3464340