高性能碳基储能材料的设计、合成与应用

发布时间：2021-02-23 10:38

　　电化学储能器件的性能很大程度上决定于其电极材料。碳材料具有来源广泛、化学稳定性好、易于调控、环境友好等优点,被广泛应用于各类能量存储系统,但仍存在能量密度低、倍率性能差等问题。本文从碳材料孔结构调控、杂原子掺杂、与金属氧化物复合三个角度,综述了构建高性能碳基储能材料的设计合成策略,介绍了其在锂/钠离子二次电池、超级电容器等领域的研究进展,对几种方法策略的优缺点进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。本文对高性能碳基储能电极材料的设计开发具有积极意义。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(06)北大核心

【文章页数】：18 页

【部分图文】：

PACS制备流程与组成示意图(a)[6];MCF制备流程与结构示意图(b)[7]

HPC制备流程示意图(a)[10];PCF制备流程与结构示意图(b)[12]

杂原子掺杂是碳材料功能化改性的一种常用方法。理论计算与实验研究结果表明，杂原子掺杂可有效提高材料电负性(如N、O等)、提高材料层间距(如S、P等)，从而增加材料的电负性或活性位点，改变电极材料的润湿性，从而显著提升碳材料的电化学性能。除此之外，在碳材料边缘或者空穴处引入电负性强的杂原子，能够增强材料对离子的吸附作用，提升离子的迁移速率。杂原子掺杂还会导致石墨微晶的平面发生弯曲、错位和离位等现象，进而由不成对电子诱导形成缺陷位，从而产生新的活性位点[24-26]。目前，常见的杂原子掺杂包括氮、硫、磷、氧、硼、氟等掺杂。1.2.1 原位掺杂法

【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器研究进展[J]. 肖谧,宿玉鹏,杜伯学.  电子元件与材料. 2019(09)
[2]商业化石墨烯材料在超级电容器中的应用研究[J]. 杨波,伍俊霖,刘文宝,姜宝正.  化工新型材料. 2019(08)
[3]基于具有增强键能和电子吸引双功能特性的氧掺杂碳载体制备高性能二氧化锡/碳复合负极材料（英文）[J]. 耿振,李冰,刘合之,吕洪,肖强凤,纪永军,张存满.  Science China Materials. 2018(08)

硕士论文
[1]石墨烯及过渡金属氧化物在锂/钠离子电池负极材料中的应用[D]. 张伶俐.广西大学 2018



本文编号：3047449