沥青基介孔碳材料的储钠应用研究

发布时间：2023-05-27 04:33

　　钠离子电池(SIBs)作为一种低成本储能器件,极具发展和应用潜力。无定型碳材料是目前研究最为广泛的SIBs负极材料之一,储钠容量低、循环性能不佳等问题是其应用于SIBs的瓶颈。针对以上问题,本论文提出以沥青为原料,采用表面锚接模板炭化法制备介孔碳材料,并采用硫掺杂、与金属化合物复合的方法改善介孔碳的SIBs储能性能,获得了储钠性能良好的系列无定型介孔碳基材料。具体研究内容如下:(1)沥青基介孔碳材料的制备及储钠性能研究。以沥青为原料,利用表面锚接模板炭化法制备无定型介孔碳材料,探究了不同炭化温度对材料形貌、孔结构及电化学性能的影响。制备的介孔碳材料具有良好的储钠性能,0.2 C电流密度下循环200圈其容量仍保持191.9 m Ah g^-1。(2)硫掺杂-介孔碳材料的制备及储钠性能研究。将介孔碳材料与硫粉混合热处理,实现对碳材料的硫掺杂。掺硫后碳材料的层间距由0.405 nm扩大为0.46 nm,碳材料的储钠性能获得大幅改善,0.2 C电流密度下循环200圈其容量仍达263.8 m Ah g^-1。介孔碳层间距的扩大有利于Na⁺

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 钠离子电池简介
        1.2.1 钠离子电池的发展历史
        1.2.2 钠离子电池的基本构造
        1.2.3 钠离子电池的工作原理
    1.3 钠离子电池负极材料的研究进展
        1.3.1 嵌入/脱嵌式机制负极材料
        1.3.2 合金/去合金化机理负极材料
        1.3.3 相转换反应负极材料
    1.4 无定型碳基材料在钠离子电池负极材料中的应用
    1.5 本课题研究的意义和研究内容
第2章 沥青基介孔碳材料的制备以及储钠性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验试剂与药品
        2.2.3 材料的制备、表征及电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料的形貌、结构及组成
        2.3.2 材料的储钠性能
    2.4 本章小结
第3章 硫掺杂-介孔碳材料的制备及其储钠性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验试剂与药品
        3.2.3 材料的制备、表征及电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的形貌、结构及组成
        3.3.2 材料的储钠性能
    3.4 本章小结
第4章 ZnS/介孔碳复合材料的制备及其储钠性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 实验试剂与药品
        4.2.3 材料的制备、表征及电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的物相结构、组成及微观形貌分析
        4.3.2 材料的储钠性能
    4.4 本章小结
结语
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢



本文编号：3823898