多孔碳材料的合成及其在锂离子电池中的应用

发布时间：2023-04-01 23:56

　　锂离子电池和传统电池相比具有能量密度高、循环寿命长、体积小、重量轻、自放电率低、无记忆效应、应用温度范围广和环境友好等优点,目前被广泛应用于3C类电子产品(计算机类、通信类和消费类电子)、电动交通工具以及静态大规模储能等领域。在锂离子电池的实际应用中,电极材料是制约其性能及应用推广的重要因素,因此发展新一代的锂电池电极材料至关重要。由于多孔碳材料具有优异的物理化学稳定性,高比表面积及较高的导电率,并且其孔隙可控,易于进行杂原子掺杂,而且其碳骨架在脱嵌锂时几乎不产生体积膨胀,因此多孔碳材料在锂离子电池负极材料应用方面有很大的潜力。多孔碳材料的制备方式多种多样,其中以多孔有机聚合物为碳源制备的多孔碳材料由于具有元素可设计性、结构可调节性、超高的稳定性、高比表面积及高碳含量等特点,在气体吸附、能量存储及锂离子电池方面有诸多应用。基于锂离子电池负极材料、多孔有机聚合物及其衍生碳材料的发展和研究现状,本文开展了如下工作:(1)我们首先通过有机合成的方法设计合成了四溴苯基并五苯化合物,并以此为构筑单元制备了具有规则形貌的新型多孔有机聚合物材料。通过控制聚合反应过程中溶剂的极性大小,考察其对材料聚合...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 锂离子电池概述
        1.1.1 锂离子电池的发展
        1.1.2 锂离子电池的构造及工作原理
    1.2 锂离子电池负极材料的研究现状
        1.2.1 非碳负极材料
        1.2.2 碳负极材料
    1.3 碳负极材料的储锂机制及制备方法
        1.3.1 碳负极材料的储锂机制
        1.3.2 碳负极材料制备及改性方法
    1.4 多孔聚合物衍生碳材料
        1.4.1 多孔有机聚合物简介
        1.4.2 多孔聚合物衍生碳材料的简介
        1.4.3 多孔聚合物衍生碳材料的应用
    1.5 选题意义
    1.6 研究内容
第2章 多孔有机聚合物的可控合成及表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 表征方法
        2.2.3 单体的合成
        2.2.4 多孔有机聚合物的可控合成
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 单体的核磁共振氢谱图
        2.3.2 扫描电镜表征
        2.3.3 氮气吸脱附测试(BET)
        2.3.4 热重分析测试(TGA)
    2.4 本章小结
第3章 多孔碳材料在锂离子电池中的应用初步探究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器试剂
        3.2.2 表征方法
        3.2.3 THF型多孔有机聚合物的碳化
        3.2.4 锂离子半电池的组装
    3.3 实验结果
        3.3.1 碳化处理温度对电极材料结构的影响
        3.3.2 碳化处理温度对电极材料电化学性能的影响
        3.3.3 电极材料尺寸对锂离子电池性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 THF-800号材料的表征及电化学性能测试
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器与试剂
        4.2.2 表征方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 THF-800号材料的表征
        4.3.2 THF-800 号材料的电化学性能测试
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3778113