静电纺丝制备ZIF-基氮掺杂多孔碳纳米纤维及储锂/钠性能研究

发布时间：2022-02-19 07:22

　　近年来,金属锂资源的短缺阻碍了锂离子电池（LIBs）的发展,使得研究者对钠离子电池（SIBs）的兴趣越来越大。钠离子电池具有丰富的钠源和与锂离子电池类似的电池结构及工作原理,但是由于Li⁺和Na⁺半径不同,使得它们在电化学性能上有较大的差异。负极材料是锂/钠电池成功开发的关键因素之一。在各种负极材料中,碳基负极材料因其资源丰富、成本低而备受关注。在本论文中,通过静电纺丝技术制备了PAN基碳纳米纤维（CNFs）和ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维（N-PCNFs）,证明了N-PCNFs材料具有多孔结构和较多的N原子掺杂。CNFs和N-PCNFs都可作为自支撑的负极材料,进行LIBs和SIBs的测试。在LIBs/SIBs测试中,N-PCNFs的储锂/钠性能高于CNFs,并且具有优异的倍率性能。在分别经过1000圈和600圈的长循环后,N-PCNFs材料的可逆比容量没有出现明显衰减,说明N-PCNFs具有良好的循环稳定性。电化学阻抗（EIS）的测试结果表明由于多孔结构的存在,N-PCNFs材料改善了离子的传输动力学。N-PCNFs材料中较多N原子掺杂和多... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 锂/钠离子电池简介
    1.2 锂离子电池负极研究进展
        1.2.1 碳基负极材料
        1.2.2 过渡金属氧化物负极材料
        1.2.3 硅基负极材料
    1.3 钠离子电池负极研究进展
        1.3.1 碳基负极材料
        1.3.2 合金负极材料
        1.3.3 有机负极材料
    1.4 静电纺丝技术
    1.5 金属有机骨架材料的概述
        1.5.1 类沸石咪唑酯骨架结构材料概述
        1.5.2 ZIF-8 材料概述
    1.6 本文选题思路和研究内容
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 研究内容
第二章 实验试剂、仪器与测试表征技术
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 材料的结构表征方法
        2.3.1 扫描电子显微镜和透射电子显微镜
        2.3.2 X-射线粉末衍射
        2.3.3 激光拉曼光谱
        2.3.4 X-射线光电子能谱
        2.3.5 物理吸附
    2.4 电化学测试
第三章 PAN基碳纳米纤维和ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维的制备和结构表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 PAN基纳米纤维的制备
        3.2.2 ZIF-8 纳米颗粒的合成
        3.2.3 ZIF基复合纳米纤维的制备
        3.2.4 PAN基碳纳米纤维和ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维的制备
    3.3 结果分析与讨论
    3.4 本章小结
第四章 PAN基碳纳米纤维和ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维储锂性能研究
    4.1 引言
    4.2 电极的制备及电池的组装
    4.3 电化学性能研究
    4.4 本章小结
第五章 PAN基碳纳米纤维和ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维储钠性能研究及探讨碳化温度对ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维物化性能影响
    5.1 引言
    5.2 电极的制备及电池的组装
    5.3 电化学性能研究
    5.4 ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维-T的制备及电池组装
    5.5 碳化温度对ZIF基氮掺杂多孔碳纳米纤维-T物理性质影响
    5.6 碳化温度对ZIF基氮掺杂多孔碳纤维-T电化学性能影响
    5.7 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况



本文编号：3632490