隨著電動汽車在汽車行業(yè)的極速發(fā)展,以石墨為負(fù)極的傳統(tǒng)鋰離子電池不能滿足日益增長的需要,因此開發(fā)具有更高能量密度的鋰離子電池和鋰硫電池已成為國內(nèi)外的研究熱點,而MOFs衍生的碳材料具備其獨有的優(yōu)勢,具有較高的比表面積、可控孔結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點。本文采用室溫攪拌法合成了不同比例的Co_xZn_yZIF-8材料,經(jīng)過熱處理合成了Co₃ZnC材料并研究其儲鋰性能。在高溫煅燒過程中,存在二甲基咪唑配體瓦解和金屬粒子的遷移的現(xiàn)象,由此形成了外表較為粗燥的雙金屬嵌入碳納米籠。當(dāng)鋅鈷比為8:2時,即Co₃ZnC-8:2,材料的倍率性能和循環(huán)性能最好;當(dāng)電流密度為0.1 A g^-1時,電極材料的放電比容量達到598 mAh g^-1。在循環(huán)100圈后,放電比容量保持率在90%左右。材料的完整度越高,離子的運輸路徑越短,鋰離子和電子就能更快速擴散,電池的容量越高;還有N原子的摻雜也可以增加更多的活性位點,增加鋰離子的存儲量。通過不同掃描速率的CV曲線計算出的電容貢獻率在50%以上...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
    1.3 金屬有機骨架化合物-MOF的相關(guān)研究
        1.3.1 金屬有機骨架化合物材料的種類
        1.3.2 金屬有機骨架化合物衍生的碳材料的相關(guān)研究
        1.3.3 MOFs衍生的碳材料在鋰離子電容器方面的研究
    1.4 MOFs衍生材料作為鋰硫電池正極材料的相關(guān)研究
        1.4.1 鋰硫電池簡介
        1.4.2 鋰硫電池的工作原理
        1.4.3 鋰硫電池的缺點
        1.4.4 MOFs衍生材料作為鋰硫電池正極材料的相關(guān)研究
    1.5 本文的研究目的和主要研究內(nèi)容
        1.5.1 本文的研究目的
        1.5.2 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗原料和儀器
        2.1.1 實驗原料及試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的物理性能表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 透射電子顯微鏡分析
        2.2.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析
        2.2.4 比表面積和孔徑分布分析
        2.2.5 熱重測試分析
    2.3 材料的電化學(xué)性能表征
        2.3.1 電極片的制備及電池組裝
        2.3.2 充放電循環(huán)性能測試
        2.3.4 循環(huán)伏安特性測試
        2.3.5 交流阻抗測試
        2.3.6 鋰離子電容器性能測試
第3章 ZIF-8 衍生Co₃ZnC碳材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 Co₃ZnC的制備
    3.3 Co_xZn_yZIF-8和Co₃ZnC的XRD分析
    3.4 Co_xZn_yZIF-8和Co₃ZnC的TEM分析
    3.5 Co₃ZnC的 BET分析
    3.6 Co₃ZnC的性能分析
        3.6.1 Co₃ZnC充放電循環(huán)性能分析
        3.6.2 Co₃ZnC-8:2循環(huán)伏安性能分析
        3.6.3 Co₃ZnC-8:2電容貢獻率
        3.6.4 Co₃ZnC的阻抗性能分析
        3.6.5 鋰離子電容器性能分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 ZIF-67 衍生Co₃O₄ 碳材料的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 多孔碳材料的制備
        4.2.1 納米ZIF-67的制備
        4.2.2 多孔Co₃O₄-N-C的制備
        4.2.3 Co₃O₄-N-C/rGO的制備
        4.2.4 Co₃O₄-N-C/rGO-S的制備
    4.3 多孔碳材料的XRD分析
    4.4 多孔碳材料的TEM和 SEM分析
    4.5 Co₃O₄-N-C/rGO-S的熱重分析
    4.6 多孔碳材料的電化學(xué)性能分析
        4.6.1 多孔碳材料的充放電循環(huán)性能分析
        4.6.2 多孔碳材料的循環(huán)伏安性能分析
        4.6.3 多孔碳材料的阻抗性能分析
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3831423