小麦秸秆生物质碳的制备及其储能材料应用研究

发布时间：2021-04-08 16:24

　　锂离子电池被认定为发展前景较好的能量存储装置之一,具有工作电压偏高、高比能量、循环性能优秀、使用便捷无危险且无记忆效应等众多优势,已经在种类繁多的储能电池产品中脱颖而出且市场需求还在不断上升中。石墨材料由于其低电位平台,可接受的比容量,稳定的循环性能以及低成本而广泛用作商用锂离子电池（LIBs）中的负极电极。然而,石墨材料较小的层间距离会导致锂离子在其中的扩散变得困难,且在大电流工作时易出现锂枝晶现象造成安全事故,严重影响了未来高性能锂离子电池的进步。因此,开发新的可替代石墨材料的锂离子电池负极材料迫在眉睫。本文以小麦秸秆为原料,KOH为活化剂,采用高温碳化和化学活化的方法制备了多孔生物质碳并将其应用为锂离子电池（LIBs）的负极材料。通过X射线衍射（XRD）、比表面积及孔径分析（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）表征了其微观形貌和结构。结合微观形貌和结构分析了其电化学性能,同时分析了碳化过程中造成生物质碳分级多孔结构的反应机理,并探究了多孔结构的形成机理。为表征其是否适合作为LIBs负极材料,将制得的多孔生物碳材料作为负极材料装配成纽扣电池,并使用相关仪器... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池结构示意图

如图 1.3 所示为碳材料锂离子电池负极材料的分类，主要分为石墨类、无碳类和生物质碳类。石墨类材料具有六元环网层状结构，碳碳间为 sp2杂化并形成片层结构，上下层主要靠范德华力维持，主要包括天然石墨和人造石4]；无定形碳类材料主要由难石墨化的硬碳和易石墨化的软碳构成；生物质碳料主要采用各种生物质为碳源，来源广、价格低廉、清洁可再生，是一种常绿色能源。

图 1.4 软碳和硬碳的结构模型Fig 1.4 Structural model of soft carbon and hard carbon（3）生物质碳生物质碳一般是利用废弃的生物有机质进行裂解碳化得到的材料，与不可持续的碳资源相比，生物质可以作为可再生资源来制备多孔碳用于电化学储能

【参考文献】：
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本文编号：3125869