静电纺丝技术制备多孔碳纳米纤维及其储锂（钠）性能研究

发布时间：2021-05-06 02:33

　　随着社会的快速发展,人们对绿色环保的能源需求越来越多。为了减少化石燃料的过度消耗,促进电动汽车以及电子设备的快速增长,人们大力推动高能量可充电电池的发展。锂离子电池由于其循环性能好、能量密度高、绿色环保等优点得到了广泛的应用。而钠离子电池由于其潜在的成本优势和丰富的自然资源,也得到了越来越多的关注。传统的石墨负极材料已经满足不了目前的需求。SnSb合金由于比较高的理论容量,被认为是一个很有前景的负极材料。而且在充放电过程中Sn和Sb都具有储存锂离子和钠离子的能力,有助于提升整体容量。本文运用静电纺丝技术制备了多孔碳纳米纤维包覆的SnSb合金纳米颗粒作为负极材料,研究了其电化学性能。主要研究内容如下:1、运用静电纺丝技术以及后续的热处理合成了 SnSb@N-PCNFs。使用叠氮化锂作为冲孔剂和氮源,得到了孔径分布比较均匀的SnSb@N-PCNFs。纤维平均直径在200nm左右,SnSb合金颗粒的直径为12-20nm。生成的多孔状的纳米纤维可以有效缓解充放电过程中的体积膨胀和颗粒粉碎等问题,大大提升了锂离子电池的循环稳定性以及倍率性能。在100 mA g-1的电流密度下,经过100圈循环,... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：71 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/钠离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池发展历史
        1.2.2 锂离子电池工作原理
        1.2.3 钠离子电池发展历史
        1.2.4 钠离子电池工作原理
    1.3 锂/钠离子电池负极材料简介
        1.3.1 锂离子电池负极材料概述
        1.3.2 钠离子电池负极材料概述
        1.3.3 SnSb合金材料研究进展
    1.4 静电纺丝技术简介
        1.4.1 静电纺丝技术基本原理
        1.4.2 电纺参数的影响
        1.4.3 电纺纤维形貌的多样化
    1.5 论文选题思路及主要研究内容
第2章 实验药品及实验仪器
    2.1 本论文中主要实验药品与实验仪器
    2.2 材料物性表征与仪器
        2.2.1 X射线衍射仪(XRD)
        2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.3 激光拉曼光谱仪(LRS)
        2.2.4 热重分析仪(TGA)
        2.2.5 全自动比表面积和孔隙分析仪
        2.2.6 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.7 透射电子显微镜(TEM)
    2.3 电池组装和电化学性能测试
        2.3.1 负极极片制备
        2.3.2 扣式电池组装
        2.3.3 恒流充放电及倍率性能测试
        2.3.4 循环伏安测试(CV)
        2.3.5 交流阻抗测试(EIS)
第3章 静电纺丝技术制备SnSb@N-PCNFs及其储锂性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 样品表征
        3.2.3 电化学性能测试
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 SnSb@N-PCNFs结构和形貌表征
        3.3.2 SnSb@N-PCNFs储铿性能研究
    3.4 本章小结
第4章 同轴电纺制备rGO@SnSb@N-PCNFs及其储钠性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 样品表征
        4.2.3 电化学性能测试
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 rGO@SnSb＠N-PCNFs结构和形貌表征
        4.3.2 rGO@SnSb＠N-PCNFs储钠性能研究
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读研期间发表的学术论文



本文编号：3171067