金属氧化物/共轭微孔聚合物基硬炭复合物制备与性能研究

发布时间：2021-01-07 22:42

　　介孔活性炭（MAC）和共轭微孔聚合物（CMP）有很好的吸附能力和稳定的化学性质。本论文选用MAC和CMP两种材料与金属盐溶液混合后经高温热解制备多孔复合材料,CMP经热分解后可得到多孔硬炭（PHC）。通过电化学测试并利用XRD、SEM、TEM、元素分析和比表面积测试等技术对所制备多孔复合材料进行形貌表征和微观结构分析。主要研究内容如下:第一,本文主要将四水醋酸锰与不同质量的MAC在蒸馏水中混合均匀,然后将得到的均匀混合物经干燥后移至管式炉内进行热分解得到MnO/MAC复合材料（MAC含量为24%、34%、49%）。实验结果表明:MAC含量为24%的MnO/MAC复合材料具有最好的倍率性能和循环性能。在0.2 C倍率下其首次放电比容量为1086.1 m Ah/g,首次充电比容量能达到600.6 m Ah/g。在20 C倍率下,该24%MAC复合材料的充电比容量为185.7 m Ah/g。1 C倍率下100次充放电循环后,其充电比容量仍保持在363.6 m Ah/g,容量保持率为99.1%。第二,将CMP与金属盐溶液混合均匀,干燥后将样品移至有氮气保护的管式炉中进行高温热分解得到金属氧化物... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池的工作原理示意图

图 1.2 碳纳米管的蜂巢结构[16]按简单通俗的描述，碳纳米管就是石墨薄片按照特定的矢量（如图 1.2 手量 Ch）方向翻卷闭合然后形成的一种管[15]。图 1.2 可以看出 a1和 a2为石墨胞基矢，那么 Ch=ma1+na2，由该公式可以确定整数 m、n。那么可以确定手量 Ch和碳纳米管的气孔大小。因为(m，n)数值不一样，就是气孔大小相差不碳纳米管也会由于手性差异而表示出不一样的金属性或半导体性[17]。图 l-2碳纳米管的形似蜂巢的结构图，图中 al、a2为基矢。沿 m，n 整数为(8，8)、)、(10，-2)折叠石墨片层可分别获得扶椅型(armchair，图 l(b))、之字型(zigza l(c))、手性型(chiral，图 l(d))碳纳米管。（4）石墨烯。作为锂离子电池负极材料中的一种，与其他材料相比，石的比表面积、导电性能、功率密度和能量密度都优于其他材料。这些优点使烯在锂离子电池负极材料方面具有很大的研究性，它可以提高锂离子电池的学反应机理特性并且优化电池的内部构造，是比较理想的一种锂离子电池负料。

锂离子电池工作的过程状态可以看成是理想的一种反应[7]。图 1.1 锂离子电池的工作原理示意图1.3 锂离子电池负极材料概述1.3.1 锂离子电池负极材料研究进展寻找可再生和可持续的新能源来代替一些对环境有污染的旧能源和不可再生能源是目前的首要任务。综合锂离子电池的诸多优点，锂离子电池成为可再生绿色新能源的广泛关注和研究。然而，要合成和开发绿色无污染并且性能好的锂离子电池，关键还是开发高性能的电极材料。负极材料的电化学性能直接影响着新型锂离子电池的总性能。目前市场上主要投入应用的负极材料还是碳材料，所以开发高比容量和高性能的碳材料以及非炭材料在新能源领域具有很大的研究价值。理想的锂离子电池负极材料应该是很多的锂离子可以聚集在负极一侧，并且要具有很高的离子电导率以及稳定的化学性质和耐热性质[5]。尽管锂离子电池负

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯研究进展[J].   炭素技术. 2016(01)
[2]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定.  航空学报. 2014(10)
[3]锂离子电池的工作原理及其主要材料[J]. 刘璐,王红蕾,张志刚.  科技信息. 2009(23)
[4]介孔碳材料的合成及应用研究[J]. 李璐.  哈尔滨师范大学自然科学学报. 2009(02)
[5]碳纳米管技术研究进展[J]. 杨光,周宇.  材料导报. 2006(S2)



本文编号：2963378