煤沥青基碳纳米片制备及其储钠性能研究

发布时间：2021-10-12 18:11

　　随着煤、石油等传统化石能源的不断消耗,能源危机与环境污染问题日益严重,清洁能源的开发与利用亟待解决。由于太阳能、风能、地热能等清洁能源的间歇性与不稳定性,必须有与之相应的大规模储能网络保证其稳定输出。锂离子电池等传统储能器件因成本高、锂储量低等原因并不适用于大规模储能网络,因此新型储能技术的开发成为清洁能源高效利用的关键。钠离子电池由于具有钠储量丰富、价格低等优点,在储能领域备受关注。钠离子电池发展的关键是电极材料的构筑,其中钠离子电池负极材料的瓶颈在于通过调控储钠活性材料的微观形貌、结构组成等来增强其结构稳定性及储钠容量。针对高性能钠离子电池负极的低成本制备这一关键科学问题,本文以来源广泛、碳收率高的中温煤沥青为碳源,通过对负极材料微观形貌、碳层间距、孔结构、化学组成的精确设计以实现高容量、长循环寿命碳负极材料的创制,具体研究内容如下:以中温煤沥青为碳源,氯化钠为模板,通过高温氨气处理成功构筑了氮掺杂多孔碳纳米片。该碳纳米片具有较大的碳层间距、丰富的孔道结构、高氮掺杂量和软炭优良的导电性,将其作为钠离子电池负极表现出优异的电化学性能,在0.1 A g^-1的电流密... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 钠离子电池简介
        1.2.1 钠离子电池的组成与工作原理
        1.2.2 钠离子负极材料
    1.3 钠离子电池碳负极材料
        1.3.1 类石墨材料
        1.3.2 硬炭材料
    1.4 煤沥青基碳负极材料
    1.5 论文选题依据和研究内容与意义
2 实验部分
    2.1 实验原料、设备以及表征仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 表征分析仪器
    2.2 电池组装
        2.2.1 电极制备
        2.2.2 电池组装
    2.3 电化学性能表征
3 氮掺杂多孔碳纳米片的制备及其储钠性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氯化钠模板的制备
        3.2.2 氮掺杂多孔碳纳米片的制备
        3.2.3 正极材料制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的形貌与组成
        3.3.2 氮掺杂多孔碳纳米片的电化学性能研究
        3.3.3 不同热处理温度对氮掺杂多孔碳纳米片性能的影响
        3.3.4 全电池性能表征
    3.4 本章小结
4 氮硫双掺杂碳纳米片的制备及其储钠性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 氯化钠模板制备
        4.2.2 氮硫双掺杂碳纳米片的制备
        4.2.3 对比样制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 氮硫双掺杂碳纳米片的结构与组成分析
        4.3.2 氮硫双掺杂碳纳米片的电化学性能研究
        4.3.3 热处理温度对碳纳米片结构与性能的影响
        4.3.4 硫掺杂种类计算
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3433065