金属有机配位聚合物及衍生硫化物基电极材料构筑和储能性能研究
发布时间：2022-02-28 22:01
随着移动电子设备的快速发展,锂离子电池（LIBs）由于高能量/功率密度和长循环寿命,得到了广泛的商业使用。Na和K元素具备与Li相似的化学性质,而且资源丰度较高,成本更低。因此,钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）被认为是替代LIBs的理想储存电能设备。由于负极材料在电池性能中起重要作用,所以亟待开发高性能的钠/钾离子电池负极材料。金属有机配位聚合物及衍生硫化物电极材料的优点是:合成方法简单、成本低廉、理论容量较高;但同时也存在导电性差,充放电过程中易粉化等问题。本文通过对材料的结构和组分进行复合优化处理,提高了电极材料导电性,增加反应活性位点,缓冲充放电过程的体积变化,从而提高金属有机配位聚合物及衍生硫化物基电极材料的储钠/钾性能。主要研究成果如下:（1）采用溶剂热技术,真空辅助抽滤技术及后续的控制热还原技术制备了铁基金属有机配位聚合物纳米线/还原氧化石墨烯（Fe-CPNWs/r GO）复合薄膜材料,并对其机械柔韧性进行详细表征。结合物相,形貌表征手段以及电化学性能测试结果对其作为柔性自支撑电极储钠行为进行探讨。一维的Fe-CPNWs缩短了离子、电子的传输距离,rGO的包覆...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 钠/钾离子电池结构及工作机理
1.1.1 钠离子电池电极材料
1.1.2 钾离子电池电极材料
1.2 金属有机配位聚合物及衍生硫化物基电极材料研究进展
1.2.1 金属有机配位聚合物基电极材料
1.2.2 金属有机配位聚合物衍生硫化物基电极材料
1.3 选题意义与研究内容
1.3.1 选题意义
1.3.2 主要研究内容
第二章 实验方案设计与研究方法
2.1 实验试剂与设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 材料结构表征方法
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
2.2.4 原子力显微镜(AFM)
2.2.5 球差透射电镜(AC-TEM)
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.7 拉曼光谱(Raman)
2.2.8 氮气吸附-脱附测试(BET)
2.2.9 热重分析(TGA)
2.2.10 理论计算模拟分析(DFT)
2.3 电池组装与电化学性能表征
2.3.1 纽扣电池组装
2.3.2 软包电池组装
2.3.3 电化学性能表征
第三章 铁基金属有机配位聚合物纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性电极的构筑与储钠性能研究
3.1 引言
3.2 铁基金属有机配位聚合物纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性薄膜的制备
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 物相及形貌表征
3.3.2 电化学性能测试及机理分析
3.4 本章小结
第四章 硫化锰@C纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性电极的构筑与储钠性能研究
4.1 引言
4.2 硫化锰基纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性薄膜的制备
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 物相及形貌表征
4.3.2 电化学性能测试及机理分析
4.4 本章小结
第五章 钒基金属有机配位聚合物衍生V_3S_4@C纳米中空管的构筑与储存碱金属离子性能研究
5.1 引言
5.2 钒基金属有机配位聚合物衍生V3S4@C纳米中空管的制备
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 物相及形貌表征
5.4 电化学性能测试及机理分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]直接生长纳米结构电极构建高功率和高稳定性的碱性镍/铋电池（英文）[J]. 巴德良,李园园,孙云飞,郭再萍,刘金平. Science China Materials. 2019(04)
[2]双金属-有机框架材料衍生介孔微米棱柱状超高功率和稳定性钠离子电池负极（英文）[J]. 黄镇东,张婷婷,陆昊,杨记可,柏玲,陈月花,杨许生,刘瑞卿,林秀婧,李谊,李盼,刘献明,冯晓苗,马延文. Science China Materials. 2018(08)
本文编号：3645655
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 钠/钾离子电池结构及工作机理
1.1.1 钠离子电池电极材料
1.1.2 钾离子电池电极材料
1.2 金属有机配位聚合物及衍生硫化物基电极材料研究进展
1.2.1 金属有机配位聚合物基电极材料
1.2.2 金属有机配位聚合物衍生硫化物基电极材料
1.3 选题意义与研究内容
1.3.1 选题意义
1.3.2 主要研究内容
第二章 实验方案设计与研究方法
2.1 实验试剂与设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 材料结构表征方法
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
2.2.4 原子力显微镜(AFM)
2.2.5 球差透射电镜(AC-TEM)
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.7 拉曼光谱(Raman)
2.2.8 氮气吸附-脱附测试(BET)
2.2.9 热重分析(TGA)
2.2.10 理论计算模拟分析(DFT)
2.3 电池组装与电化学性能表征
2.3.1 纽扣电池组装
2.3.2 软包电池组装
2.3.3 电化学性能表征
第三章 铁基金属有机配位聚合物纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性电极的构筑与储钠性能研究
3.1 引言
3.2 铁基金属有机配位聚合物纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性薄膜的制备
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 物相及形貌表征
3.3.2 电化学性能测试及机理分析
3.4 本章小结
第四章 硫化锰@C纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性电极的构筑与储钠性能研究
4.1 引言
4.2 硫化锰基纳米线/还原氧化石墨烯复合柔性薄膜的制备
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 物相及形貌表征
4.3.2 电化学性能测试及机理分析
4.4 本章小结
第五章 钒基金属有机配位聚合物衍生V_3S_4@C纳米中空管的构筑与储存碱金属离子性能研究
5.1 引言
5.2 钒基金属有机配位聚合物衍生V3S4@C纳米中空管的制备
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 物相及形貌表征
5.4 电化学性能测试及机理分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]直接生长纳米结构电极构建高功率和高稳定性的碱性镍/铋电池（英文）[J]. 巴德良,李园园,孙云飞,郭再萍,刘金平. Science China Materials. 2019(04)
[2]双金属-有机框架材料衍生介孔微米棱柱状超高功率和稳定性钠离子电池负极（英文）[J]. 黄镇东,张婷婷,陆昊,杨记可,柏玲,陈月花,杨许生,刘瑞卿,林秀婧,李谊,李盼,刘献明,冯晓苗,马延文. Science China Materials. 2018(08)
本文编号：3645655
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