玉米秸秆基负极碳材料的制备及其电化学性能研究
发布时间：2023-02-13 19:55
锂离子电池在当今社会的发展中占据着越来越重要的位置。近几年来,新能源行业突飞猛进的发展促使人们对锂离子电池电极材料的环保和性能提出了更高的要求。生物质作为一种最具吸引力的可再生资源,具有污染低、分布广、资源丰富等优点。随着新能源技术的迅速发展,以生物质为原料制备锂离子电池负极碳材料已经成为一种趋势。玉米秸秆作为一种农田废弃物,是一种无污染的可再生资源。通过将玉米秸秆中的碳提取出来,用作锂离子电池的负极材料,既实现了生物质废弃物的资源化,也为锂离子电池负极碳材料的制备提供了一种新的环保方式。众所周知,石墨作为锂离子电池的主要传统负极材料,其理论比容量仅为372 mAhg-1,较低的能量密度已不能满足高性能锂离子电池日益增长的要求。针对上述问题,本文以玉米秸秆为原料,经过酸化水解,碱煮处理,水热碳化和高温煅烧制备锂离子电池负极碳材料。本文对制备的碳材料进行形貌的表征及电化学性能测试,主要研究内容和结论如下:(1)以玉米秸秆为原材料制备玉米秸秆纤维素基碳纳米球。玉米秸秆与4%H2SO4以1:10的固液比90°C水浴3 h除去半...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的结构及工作原理
1.3 锂离子电池负极碳材料研究现状
1.3.1 石墨
1.3.2 石墨烯
1.3.3 无定型类
1.4 生物质基碳材料
1.4.1 玉米秸秆基碳材料
1.5 选题意义及研究内容
1.6 创新点
第2章 实验部分
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 物理性质表征
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 拉曼光谱分析
2.2.3 扫描电子显微镜
2.2.4 透射电子显微镜
2.2.5 能谱分析
2.2.6 比表面积和孔径分布
2.2.7 X射线光电子能谱
2.3 电极的制备及组装
2.3.1 电极的制备
2.3.2 电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环及倍率充放电测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 阻抗谱图测试
第3章 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的制备方法及合成机理
3.2.1 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的制备方法
3.2.2 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的合成机理
3.3 最佳水热温度的确定
3.4 水热时间对碳纳米球结构和电化学性能的影响
3.4.1 X射线衍射与拉曼光谱分析
3.4.2 扫描电子显微镜分析
3.4.3 透射电子显微镜分析
3.4.4 比表面积和孔径分布
3.4.5 电化学性能分析
3.4.6 小结
3.5 煅烧温度对碳纳米球结构和电学性能的影响
3.5.1 扫描电子显微镜与透射电子显微镜分析
3.5.2 X射线光电子能谱分析
3.5.3 电化学性能分析
3.5.4 小结
3.6 本章小结
第4章 玉米秸秆基多孔碳纳米球的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 玉米秸秆基多孔碳纳米球的制备方法
4.3 活化剂种类对多孔碳纳米球结构和电化学性能的影响
4.3.1 X射线衍射与拉曼光谱分析
4.3.2 扫描电子显微镜分析
4.3.3 透射电子显微镜分析
4.3.4 比表面积和孔径分布
4.3.5 电化学性能分析
4.4 本章小结
第5章 玉米秸秆基富氮多孔碳材料的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 玉米秸秆基富氮多孔碳材料的制备
5.3 尿素比例对富氮多孔碳材料结构和电化学性能的影响
5.3.1 X射线衍射与拉曼光谱分析
5.3.2 扫描电子显微镜分析和EDS分析
5.3.3 透射电子显微镜分析
5.3.4 比表面积和孔径分布
5.3.5 X射线光电子能谱分析
5.3.6 电化学性能分析
5.3.7 小结
5.4 煅烧温度对富氮多孔碳材料结构和电化学性能的影响
5.4.1 扫描电子显微镜与透射电子显微镜分析
5.4.2 X射线光电子能谱分析
5.4.3 电化学性能分析
5.4.4 小结
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3742206
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的结构及工作原理
1.3 锂离子电池负极碳材料研究现状
1.3.1 石墨
1.3.2 石墨烯
1.3.3 无定型类
1.4 生物质基碳材料
1.4.1 玉米秸秆基碳材料
1.5 选题意义及研究内容
1.6 创新点
第2章 实验部分
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 物理性质表征
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 拉曼光谱分析
2.2.3 扫描电子显微镜
2.2.4 透射电子显微镜
2.2.5 能谱分析
2.2.6 比表面积和孔径分布
2.2.7 X射线光电子能谱
2.3 电极的制备及组装
2.3.1 电极的制备
2.3.2 电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 循环及倍率充放电测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 阻抗谱图测试
第3章 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的制备方法及合成机理
3.2.1 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的制备方法
3.2.2 玉米秸秆纤维素基碳纳米球的合成机理
3.3 最佳水热温度的确定
3.4 水热时间对碳纳米球结构和电化学性能的影响
3.4.1 X射线衍射与拉曼光谱分析
3.4.2 扫描电子显微镜分析
3.4.3 透射电子显微镜分析
3.4.4 比表面积和孔径分布
3.4.5 电化学性能分析
3.4.6 小结
3.5 煅烧温度对碳纳米球结构和电学性能的影响
3.5.1 扫描电子显微镜与透射电子显微镜分析
3.5.2 X射线光电子能谱分析
3.5.3 电化学性能分析
3.5.4 小结
3.6 本章小结
第4章 玉米秸秆基多孔碳纳米球的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 玉米秸秆基多孔碳纳米球的制备方法
4.3 活化剂种类对多孔碳纳米球结构和电化学性能的影响
4.3.1 X射线衍射与拉曼光谱分析
4.3.2 扫描电子显微镜分析
4.3.3 透射电子显微镜分析
4.3.4 比表面积和孔径分布
4.3.5 电化学性能分析
4.4 本章小结
第5章 玉米秸秆基富氮多孔碳材料的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 玉米秸秆基富氮多孔碳材料的制备
5.3 尿素比例对富氮多孔碳材料结构和电化学性能的影响
5.3.1 X射线衍射与拉曼光谱分析
5.3.2 扫描电子显微镜分析和EDS分析
5.3.3 透射电子显微镜分析
5.3.4 比表面积和孔径分布
5.3.5 X射线光电子能谱分析
5.3.6 电化学性能分析
5.3.7 小结
5.4 煅烧温度对富氮多孔碳材料结构和电化学性能的影响
5.4.1 扫描电子显微镜与透射电子显微镜分析
5.4.2 X射线光电子能谱分析
5.4.3 电化学性能分析
5.4.4 小结
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3742206
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