相转化法制备碳基膜材料及电化学性能研究

发布时间：2022-12-04 23:28

　　近年来,以锂离子电池和锂硫电池为代表性的储能设备得到迅猛发展,对电池的能量密度、功率密度和稳定性提出了更高的要求。开发具有容量高、离子和电子转移速率快和循环周期长的电极材料对于改善能量密度、功率密度及稳定性至关重要。传统的粉末材料在充放电过程容易从集流体上剥离,而且需要加入粘结剂等不导电物质,造成电化学性能低下。大量使用Al/Cu等金属作为集流体增加了电极的重量和成本。相转化法构建的多孔膜广泛已用在气体分离和水处理等方向,包括较薄的皮层和多孔支撑层。由于多孔和交织骨架的特性,致密层充当集流体,多孔层负载活性物质,节省导电剂、粘结剂和集流体使用,因此多孔膜作为锂离子电池和锂硫电池电极材料具有广泛应用前景。首先通过相转化法制备得到Fe₃C掺杂非对称多孔碳膜（Fe₃C/APCM）一体化材料。通过对碳化温度和电极厚度的探究,发现Fe₃C/APCM-100材料在碳化温度800°C下具有最高的倍率性能和循环稳定性。材料由致密层、指状孔和海绵孔结构组成,多孔结构缩短了离子的传输距离,增大了比表面积(134.9 m~2 g^-1... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 锂离子电池简介
        1.1.1 锂离子电池工作原理及优缺点
        1.1.2 锂离子电池负极材料研究现状
    1.2 锂硫电池简介
        1.2.1 锂硫电池工作原理及优缺点
        1.2.2 锂硫电池正极材料研究现状
    1.3 相转化方法
        1.3.1 相转化法成膜原理
        1.3.2 相转化法成膜影响条件
    1.4 选题依据与研究内容
2 Fe_3C/APCM一体化材料的制备及电化学性能研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 主要实验试剂与仪器
        2.1.2 Fe_3C/APCM一体化材料的制备
        2.1.3 Fe_3C/APCM一体化材料的表征方法
        2.1.4 Fe_3C/APCM一体化材料的电化学性能测试
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 Fe_3C/APCM一体化材料的结构与组成分析
        2.2.2 Fe_3C/APCM一体化材料的电化学性能分析
    2.3 本章小结
3 Si@rGO/APCM一体化材料的制备及电化学性能的研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 主要实验试剂与仪器
        3.1.2 Si@rGO/APCM一体化材料的制备
        3.1.3 Si@rGO/APCM一体化材料的表征方法
        3.1.4 Si@rGO/APCM一体化材料的电化学性能测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 Si@rGO/APCM一体化材料的结构与组成分析
        3.2.2 Si@rGO/APCM一体化材料的电化学性能分析
    3.3 本章小结
4 CNT/APCM一体化材料的制备及电化学性能的研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 主要实验试剂与仪器
        4.1.2 CNT/APCM一体化材料的制备
        4.1.3 CNT/APCM一体化材料的表征方法
        4.1.4 CNT/APCM一体化材料的电化学性能测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 CNT/APCM一体化材料的结构与组成分析
        4.2.2 CNT/APCM一体化材料的电化学性能分析
    4.3 本章小结
结论
创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高孔隙率聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜的研究[J]. 许振良,翟晓东,陈桂娥.  膜科学与技术. 2000(04)



本文编号：3709198