先进碳材料提升有机正极材料C4Q储锂/钠性能的研究
发布时间：2024-05-14 21:31
目前,锂/钠离子电池的电极材料大都是基于昂贵的、不可再生的、易污染环境的过渡金属无机化合物,这有悖于“可持续发展”的理念。有机化合物成为下一代最受关注的电极材料之一。Calix[4]quinone(C4Q)是一种有机羰基化合物,是在Calix[4]arene的结构上加以修饰,将四个苯酚结构单元氧化成四个对苯醌单元的环状分子。具有理论比容量高(447 mAh g-1),原材料易得、环境污染较小、体系安全的优点,是一类很有前途的储能材料。但C4Q易溶于有机电解液,电池循环稳定性欠佳;导电性差,电池倍率性能较低。使用导电性良好的碳材料对其进行固载形成复合电极材料的方法使得同时解决这两个问题成为可能。本文制备了三元复合材料C4Q/CMK-3/SWCNTs并研究了其储锂/钠性能,由于多孔碳材料CMK-3与单壁碳纳米管(SWCNTs)的协同固载作用,电池的循环性能与倍率性能都得到了明显提升。除此之外,本文还使用了两种生物质材料(甲壳素,酸浆果宿萼)高温裂解烧制了生物质碳材料(NACF,PPL)用以固载C4Q,制备了C4Q/NACF,C4Q/PPL复合材料。研究表明,生物质碳材...
【文章页数】：73 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/钠离子二次电池简介
1.2.1 锂离子二次电池
1.2.2 钠离子二次电池
1.3 锂/钠离子电池正极材料的发展
1.3.1 无机正极材料的发展
1.3.2 有机正极材料的发展
1.4 提升有机正极材料性能方法的概述
1.4.1 结构优化
1.4.2 优化电解质体系
1.4.3 碳材料复合活性物质
1.5 选题思想和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征方法
2.3 电化学性能测试
2.3.1 循环伏安测试(CV)
2.3.2 充放电性能测试
2.3.3 交流阻抗测试(EIS)
2.3.4 倍率性能测试
第3章 C4Q/碳材料复合材料的制备及表征
3.1 引言
3.2 C4Q分子的合成与表征
3.2.1 C4Q分子的合成
3.2.2 C4Q分子的表征
3.2.3 C4Q分子的Gaussian密度泛函理论计算
3.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的制备
3.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的表征
3.4.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的SEM表征
3.4.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的XRD分析
3.4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的Raman分析
3.4.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的TG分析
3.5 C4Q/NACF、C4Q/PPL复合材料的制备
3.6 NACF、PPL的表征
3.6.1 NACF、PPL的SEM分析
3.6.2 NACF、PPL的XRD分析
3.7 本章小结
第4章 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料储锂/钠性能研究
4.1 引言
4.2 锂/钠离子电池的组装
4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池的电化学性能测试
4.3.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池稳定性分析
4.3.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池倍率性能分析
4.3.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池电极动力学分析
4.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池的电化学性能测试
4.4.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池稳定性分析
4.4.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池倍率性能分析
4.4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池电极动力学分析
4.5 本章小结
第5章 C4Q/NACF、C4Q/PPL储锂/钠性能研究
5.1 引言
5.2 锂/钠离子电池的组装
5.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池的电化学性能测试
5.3.1 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池循环性能分析
5.3.2 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池倍率性能分析
5.3.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池电极动力学分析
5.4 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池的电化学性能测试
5.4.1 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池循环性能分析
5.4.2 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池倍率性能分析
5.4.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池电极动力学分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3973445
【文章页数】：73 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/钠离子二次电池简介
1.2.1 锂离子二次电池
1.2.2 钠离子二次电池
1.3 锂/钠离子电池正极材料的发展
1.3.1 无机正极材料的发展
1.3.2 有机正极材料的发展
1.4 提升有机正极材料性能方法的概述
1.4.1 结构优化
1.4.2 优化电解质体系
1.4.3 碳材料复合活性物质
1.5 选题思想和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征方法
2.3 电化学性能测试
2.3.1 循环伏安测试(CV)
2.3.2 充放电性能测试
2.3.3 交流阻抗测试(EIS)
2.3.4 倍率性能测试
第3章 C4Q/碳材料复合材料的制备及表征
3.1 引言
3.2 C4Q分子的合成与表征
3.2.1 C4Q分子的合成
3.2.2 C4Q分子的表征
3.2.3 C4Q分子的Gaussian密度泛函理论计算
3.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的制备
3.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的表征
3.4.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的SEM表征
3.4.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的XRD分析
3.4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的Raman分析
3.4.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料的TG分析
3.5 C4Q/NACF、C4Q/PPL复合材料的制备
3.6 NACF、PPL的表征
3.6.1 NACF、PPL的SEM分析
3.6.2 NACF、PPL的XRD分析
3.7 本章小结
第4章 C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料储锂/钠性能研究
4.1 引言
4.2 锂/钠离子电池的组装
4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池的电化学性能测试
4.3.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池稳定性分析
4.3.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池倍率性能分析
4.3.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs锂离子电池电极动力学分析
4.4 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池的电化学性能测试
4.4.1 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池稳定性分析
4.4.2 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池倍率性能分析
4.4.3 C4Q/CMK-3/SWCNTs钠离子电池电极动力学分析
4.5 本章小结
第5章 C4Q/NACF、C4Q/PPL储锂/钠性能研究
5.1 引言
5.2 锂/钠离子电池的组装
5.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池的电化学性能测试
5.3.1 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池循环性能分析
5.3.2 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池倍率性能分析
5.3.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL锂离子电池电极动力学分析
5.4 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池的电化学性能测试
5.4.1 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池循环性能分析
5.4.2 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池倍率性能分析
5.4.3 C4Q/NACF、C4Q/PPL钠离子电池电极动力学分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3973445
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3973445.html
