生物质炭基材料的制备及其锂离子电池负极性能研究

发布时间：2021-08-26 01:43

　　由于具有比能量高、循环使用寿命长、无记忆效应等优点,锂离子电池已被广泛应用于各种电子设备。因其比容量较低,石墨负极已难以满足锂离子电池的需求。生物质炭材料的原料来源丰富、价格低廉、且其孔道结构、物相结构和表面结构均易于调控,在锂离子电池负极材料领域有潜在的应用前景。本论文选择自然界中大量存在的棕榈树,以其棕须和叶杆为原料,采用简单的高温热解炭化法,制备系列生物质炭及其掺杂、复合材料,研究制备材料的形貌结构与其储锂性能的关系,主要研究结论如下:（1）以棕榈树须为原料,热解制备生物质炭。热解温度对生物质炭的结构形貌和电化学性能有很大影响。电化学测试结果表明,与其它温度下热解获得的炭材料相比,由于其具有最大的比表面积、孔容和平均孔径均,700℃碳化的材料具有较优的储锂性能。（2）以棕榈树叶杆为原料,混合NaH₂PO₄,热解获得磷掺杂生物质炭（P-PTT）。对比研究表明,对生物质炭实施磷掺杂,可提高炭材料的比表面积,改善其孔道结构,增大其层间距,物相结构更加无序,并引入了大量的缺陷,提供更多的储锂位点,使P-PTT的储锂性能获得显著改善。（3）以棕榈... 

【文章来源】：湖南理工学院湖南省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池工作原理示意图

图 2-2 TC-500、TC-600、TC-700 、TC-800（a）N2吸脱附等温线；（b）孔径分布曲线表 2-4 TC-500、TC-600、TC-700 、TC-800 的比表面积、孔容和孔径样品 比表面积（m2g 1） 孔容（cm3g 1） 孔径（nm）TC-500 312.3 0.17 2.86TC-600 342.1 0.18 2.68TC-700 439.7 0.23 2.86TC-800 358.2 0.19 2.54为了研究温度对炭材料结构的影响，采用扫描电子显微镜对材料进行分析。图 2-3 示出了四种炭材料的 SEM 照片。观察照片可知，四种材料均为管状结构，且管径较大，棕榈须的管状结构得到了保留，有利于电解液的浸润。TC-500 和 TC-600 的表面较光滑，TC-700表面出现了裂痕和一些细小的颗粒，TC-800 表面的裂痕更多，管状结构发生了轻微的坍塌。

-500、TC-600、TC-700 、TC-800（a）N2吸脱附等温线；（b）孔 2-4 TC-500、TC-600、TC-700 、TC-800 的比表面积、孔容和孔比表面积（m2g 1） 孔容（cm3g 1） 312.3 0.17 342.1 0.18 439.7 0.23 358.2 0.19 度对炭材料结构的影响，采用扫描电子显微镜对材料进行的 SEM 照片。观察照片可知，四种材料均为管状结构，且到了保留，有利于电解液的浸润。TC-500 和 TC-600 的表面和一些细小的颗粒，TC-800 表面的裂痕更多，管状结构发


本文编号：3363290