中间相沥青基多孔炭的制备及其储能特性的研究
发布时间：2020-12-17 15:28
锂离子电池（LIBs）作为最常用的化学能和电能的转换装置,已广泛用于信息技术、电动汽车、航空航天等领域。其具有能量密度大、循环寿命长、体积小、重量轻、记忆效应少、污染小等特点,被认为是未来电力储存最有效的途径之一。为了满足当前的市场需求,开发具有更高的容量,更长的循环耐久性和更好的倍率性能的先进电极材料受到广泛关注。传统的石墨电极能量和功率密度较低、安全性能不高,难以满足新一代电能存储/转化设备的要求。而多孔炭材料具有比表面大、孔径均一可调、离子和电子扩散路径短、化学性质稳定等优点,已成为电化学储能领域的研究热点之一,在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等与能源储存和转化相关的电化学领域占据了重要地位。为了提高锂离子电池能量密度和倍率性能,本论文旨在合成一种具备锂离子脱/嵌储能功能的多孔炭材料。以中间相沥青（MP）为碳源,通过SiO2模板法、CaCO3模板法以及SiO2模板协同KOH活化法成功制备出一系列中间相沥青基多孔炭材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman、N2吸/脱附法等方法对多孔炭材料的结构和形貌进行表征。将...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池工作原理
1.3 锂离子电池负极材料
1.3.1 负极材料的分类
1.3.2 碳基负极材料
1.3.3 非碳负极材料
1.4 多孔炭材料
1.4.1 多孔炭材料的制备
1.4.2 多孔炭负极材料的电化学性能
1.5 论文的选题背景和研究内容
1.5.1 选题背景
1.5.2 研究内容
第二章 实验及分析测试方法
2.1 原料及化学试剂
2.2 实验仪器设备
2.3 实验方法
2.4 表征与测试
2.4.1 X射线衍射（XRD）分析
2.4.2 扫描电子显微镜（SEM）分析
2.4.3 透射电子显微镜（TEM）分析
2.4.4 拉曼光谱（Raman）分析
2.4.5 N2吸/脱附测试
2.5 扣式电池的组装及电化学性能测试
2.5.1 扣式电池的组装
2.5.2 恒电流充放电测试
2.5.3 倍率性能测试
2.5.4 循环伏安（CV）特性测试
2.5.5 交流阻抗（EIS）测试
2模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究">第三章 SiO2模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究
3.1 前言
2模板制备沥青基多孔炭材料"> 3.2 SiO2模板制备沥青基多孔炭材料
3.3 热处理温度对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响
3.3.1 热处理温度对沥青基多孔炭的结构影响
3.3.2 热处理温度对沥青基多孔炭的电化学性能的影响
2质量分数对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响"> 3.4 SiO2质量分数对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响
2质量分数对沥青基多孔炭的结构影响"> 3.4.1 SiO2质量分数对沥青基多孔炭的结构影响
2质量分数对沥青基多孔炭的电化学性能的影响"> 3.4.2 SiO2质量分数对沥青基多孔炭的电化学性能的影响
3.5 本章小结
3模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究">第四章 CaCO3模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究
4.1 前言
3模板制备沥青基多孔炭材料"> 4.2 CaCO3模板制备沥青基多孔炭材料
4.3 热处理温度对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响
4.3.1 热处理温度对沥青基多孔炭的结构影响
4.3.2 热处理温度对沥青基多孔炭的电化学性能的影响
3质量分数对沥青基多孔炭结构和电化学性能的影响"> 4.4 CaCO3质量分数对沥青基多孔炭结构和电化学性能的影响
3质量分数对沥青基多孔炭的结构影响"> 4.4.1 CaCO3质量分数对沥青基多孔炭的结构影响
3质量分数对沥青基多孔炭材料的电化学性能的影响"> 4.4.2 CaCO3质量分数对沥青基多孔炭材料的电化学性能的影响
4.5 本章小结
2模板协同KOH活化制备多孔炭及其电化学性能的研究">第五章 SiO2模板协同KOH活化制备多孔炭及其电化学性能的研究
5.1 前言
5.2 分层次多孔炭材料的制备
2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的结构影响"> 5.3 SiO2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的结构影响
2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的电化学性能的影响"> 5.4 SiO2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的电化学性能的影响
2/MP质量比对多孔炭材料的电化学性能的影响"> 5.4.1 SiO2/MP质量比对多孔炭材料的电化学性能的影响
5.4.2 活化后热处理对多孔炭材料电化学性能的影响
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文结论
6.2 本论文的创新之处
6.3 今后的工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸钙模板法制备沥青基多孔炭材料及电化学性质研究[J]. 钟存贵,曹青,解小玲,巩士磊,周春明,王颖. 功能材料. 2015(24)
[2]用作双电层电容器电极材料的三维层次孔结构多孔炭的合成(英文)[J]. 金双玲,邓洪贵,詹亮,乔文明,凌立成. 新型炭材料. 2012(02)
[3]分等级孔道含氮多孔炭作超级电容器电极材料的研究(英文)[J]. 郝广平,米娟,李多,曲文慧,吴挺俊,李文翠,陆安慧. 新型炭材料. 2011(03)
[4]层次孔炭材料的设计制备及其在储能领域的应用(英文)[J]. 符若文,李争晖,梁业如,李峰,徐飞,吴丁财. 新型炭材料. 2011(03)
[5]新材料是战略性新兴产业的基础[J]. 陈立泉. 化学进展. 2011(Z1)
[6]中间相炭微球热处理用作锂离子电池负极材料[J]. 胡伟,张永刚,王成扬,刘秀军. 材料导报. 2008(05)
博士论文
[1]层次孔结构炭材料的设计合成及其电化学性能的研究[D]. 宋冉冉.北京化工大学 2014
硕士论文
[1]碳基锂离子电池负极材料的制备及其性能研究[D]. 韩福东.山东大学 2012
本文编号：2922272
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池工作原理
1.3 锂离子电池负极材料
1.3.1 负极材料的分类
1.3.2 碳基负极材料
1.3.3 非碳负极材料
1.4 多孔炭材料
1.4.1 多孔炭材料的制备
1.4.2 多孔炭负极材料的电化学性能
1.5 论文的选题背景和研究内容
1.5.1 选题背景
1.5.2 研究内容
第二章 实验及分析测试方法
2.1 原料及化学试剂
2.2 实验仪器设备
2.3 实验方法
2.4 表征与测试
2.4.1 X射线衍射（XRD）分析
2.4.2 扫描电子显微镜（SEM）分析
2.4.3 透射电子显微镜（TEM）分析
2.4.4 拉曼光谱（Raman）分析
2.4.5 N2吸/脱附测试
2.5 扣式电池的组装及电化学性能测试
2.5.1 扣式电池的组装
2.5.2 恒电流充放电测试
2.5.3 倍率性能测试
2.5.4 循环伏安（CV）特性测试
2.5.5 交流阻抗（EIS）测试
2模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究">第三章 SiO2模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究
3.1 前言
2模板制备沥青基多孔炭材料"> 3.2 SiO2模板制备沥青基多孔炭材料
3.3 热处理温度对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响
3.3.1 热处理温度对沥青基多孔炭的结构影响
3.3.2 热处理温度对沥青基多孔炭的电化学性能的影响
2质量分数对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响"> 3.4 SiO2质量分数对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响
2质量分数对沥青基多孔炭的结构影响"> 3.4.1 SiO2质量分数对沥青基多孔炭的结构影响
2质量分数对沥青基多孔炭的电化学性能的影响"> 3.4.2 SiO2质量分数对沥青基多孔炭的电化学性能的影响
3.5 本章小结
3模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究">第四章 CaCO3模板制备沥青基多孔炭及其电化学性能的研究
4.1 前言
3模板制备沥青基多孔炭材料"> 4.2 CaCO3模板制备沥青基多孔炭材料
4.3 热处理温度对沥青基多孔炭的结构和电化学性能的影响
4.3.1 热处理温度对沥青基多孔炭的结构影响
4.3.2 热处理温度对沥青基多孔炭的电化学性能的影响
3质量分数对沥青基多孔炭结构和电化学性能的影响"> 4.4 CaCO3质量分数对沥青基多孔炭结构和电化学性能的影响
3质量分数对沥青基多孔炭的结构影响"> 4.4.1 CaCO3质量分数对沥青基多孔炭的结构影响
3质量分数对沥青基多孔炭材料的电化学性能的影响"> 4.4.2 CaCO3质量分数对沥青基多孔炭材料的电化学性能的影响
4.5 本章小结
2模板协同KOH活化制备多孔炭及其电化学性能的研究">第五章 SiO2模板协同KOH活化制备多孔炭及其电化学性能的研究
5.1 前言
5.2 分层次多孔炭材料的制备
2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的结构影响"> 5.3 SiO2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的结构影响
2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的电化学性能的影响"> 5.4 SiO2/MP质量比和活化后热处理对多孔炭的电化学性能的影响
2/MP质量比对多孔炭材料的电化学性能的影响"> 5.4.1 SiO2/MP质量比对多孔炭材料的电化学性能的影响
5.4.2 活化后热处理对多孔炭材料电化学性能的影响
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文结论
6.2 本论文的创新之处
6.3 今后的工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸钙模板法制备沥青基多孔炭材料及电化学性质研究[J]. 钟存贵,曹青,解小玲,巩士磊,周春明,王颖. 功能材料. 2015(24)
[2]用作双电层电容器电极材料的三维层次孔结构多孔炭的合成(英文)[J]. 金双玲,邓洪贵,詹亮,乔文明,凌立成. 新型炭材料. 2012(02)
[3]分等级孔道含氮多孔炭作超级电容器电极材料的研究(英文)[J]. 郝广平,米娟,李多,曲文慧,吴挺俊,李文翠,陆安慧. 新型炭材料. 2011(03)
[4]层次孔炭材料的设计制备及其在储能领域的应用(英文)[J]. 符若文,李争晖,梁业如,李峰,徐飞,吴丁财. 新型炭材料. 2011(03)
[5]新材料是战略性新兴产业的基础[J]. 陈立泉. 化学进展. 2011(Z1)
[6]中间相炭微球热处理用作锂离子电池负极材料[J]. 胡伟,张永刚,王成扬,刘秀军. 材料导报. 2008(05)
博士论文
[1]层次孔结构炭材料的设计合成及其电化学性能的研究[D]. 宋冉冉.北京化工大学 2014
硕士论文
[1]碳基锂离子电池负极材料的制备及其性能研究[D]. 韩福东.山东大学 2012
本文编号：2922272
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