模板法可控制备多孔碳材料及其电化学储能研究

发布时间：2023-02-10 09:19

　　在化石能源日益短缺和使用中导致的环境污染问题日益严重的背景下,新兴的绿色可再生能源,如风能、太阳能、潮汐能等,凭借其取之不尽用之不竭和清洁环保的优势成为当前能源研究领域的热点。然而,这些可再生能源具有间歇性和不稳定性,通常需要借助高效转换、高存储性能的大规模储能装备才可实现并网输电。因此,这类装备的开发是亟需解决的问题。此外,先进电子设备和电动运载工具的迅猛发展愈发依赖可靠的能源存储装置。同时,这些装备和设备的快速发展也对能源存储装置提出了新的要求。例如高电流输出和高循环稳定性的能源供应及低成本、高能量密度、高安全的动力电池等。特别是柔性可穿戴电子设备的出现又需要能源存储器件具有良好的可弯曲性能等。然而,目前已有能源存储装置又难以满足这些特殊的需求。当前,能源存储装置的滞后发展已经严重制约了运载装备、便携式电子设备的进一步发展。超级电容器和锂硫电池作为新型的高性能储能设备,分别具有高功率密度和高能量密度的特点,是重要的二次电源装置。通过进一步提升超级电容器和锂硫电池的性能来满足特定需求,将会有效地推动能源存储装置在清洁能源、电子设备、电动运载工具等领域的实际应用。本论文针对超级电容器和...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多孔碳材料制备方法
        1.2.1 直接碳化法
            1.2.1.1 生物质为原料
            1.2.1.2 有机聚合物为原料
        1.2.2 活化法
            1.2.2.1 物理活化法
            1.2.2.2 化学活化法
        1.2.3 模板法
            1.2.3.1 硬模板法
            1.2.3.2 软模板法
    1.3 多孔碳材料应用于超级电容器
        1.3.1 超级电容器的原理与分类
        1.3.2 超级电容器性能的影响要素
            1.3.2.1 孔结构
            1.3.2.2 电导率
            1.3.2.3 表面性质
    1.4 多孔碳材料应用于锂硫电池
    1.5 本文的选题思想与主要研究内容
        1.5.1 选题思想
        1.5.2 研究内容
第2章 超薄碳泡构筑的纤维薄膜及超电容性能研究
    2.1 引言
    2.2 材料合成与表征
        2.2.1 试剂
        2.2.2 合成氧化锌纳米纤维网络模板
        2.2.3 制备柔性多孔碳纳米纤维薄膜
        2.2.4 材料表征
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
第3章 “焊接”的氮掺杂多孔碳纤维薄膜及超电容性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料合成及表征
        3.2.1 试剂
        3.2.2 合成“焊接”的氮掺杂多孔碳纤维薄膜
        3.2.3 样品表征
        3.2.4 电化学性能测试
    3.3 结果和讨论
    3.4 本章小结
第4章 多孔碳材料的孔结构调控及超电容性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料合成与表征
        4.2.1 试剂
        4.2.2 合成ZnO纳米颗粒粉末
        4.2.3 制备三维多孔碳材料
        4.2.4 材料表征
        4.2.5 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
第5章 超轻、超高孔容碳泡沫的制备及锂硫电池性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 制备三维互连的多级孔碳泡沫(IHPC)
        5.2.2 制备硫碳复合物(IHPC/S)
        5.2.3 材料表征
        5.2.4 电化学测试
    5.3 结果与讨论
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 A攻读学位期间所发表的学术论文和参与的项目



本文编号：3739428