一、锂离子电池碳负极材料的研究(1)——镀膜对碳材料电化学性能的改善（论文文献综述）
彭辰波[1]（2021）在《多孔碳材料的制备及其储能性能研究》文中研究指明锂离子电池作为一种新型的储能装置,在便携式电子产品、电动汽车、储能调频设备等储能系统等领域占据了重要的位置。碳系材料在锂离子电池作为负极材料,同时也是负极材料中最重要的一类材料,占据着主导的地位,主要有天然石墨、人造石墨、中间相炭微球等商业化成熟的产品,这些产品在当前的发展中已经遇到了瓶颈。本论文旨在探索新的碳系材料—多孔碳材料在锂离子电池中的储能性能以及以多孔碳为碳源对钛酸锂进行包覆后钛酸锂性能的优化。本论文主要研究内容如下:（1）在室温的条件下,合成MOFs（金属有机骨架化合物）前驱体,经过高温烧结,合成多孔碳材料。分析材料的孔径分布情况、晶体结构、和微观形貌以及电化学性能。经过测试,0.1 C充放电时,比容量能够达到280～300 m Ah/g;倍率方面,从0.1 C循环测到10 C循环,再回复到0.1 C,1000℃烧结的多孔碳材料倍率性能优异,充放电效率>95%。以MOFs为基体的多孔碳材料在作为锂离子电池上,比容量和倍率性能都较好,有较大的深入探索空间;（2）探究生物质多孔碳材料在锂离子电池中的应用,选取来源广泛的生物质,松针为原材料来制备多孔碳材料。分析材料的孔径分布情况、晶体结构、微观形貌和电化学性能。在微观形貌方面,烧结出的多孔碳材料具有生物质前驱体相同的孔结构,孔径丰富;在电化学性能方面,生物质多孔碳材料在不同烧结温度下得到的比容量不同,200～240 m Ah/g,容量发挥的稳定性相比MOFs基多孔碳来说差一些。倍率和循环性能方面也都有所不足,优势在于原材料来源广泛易获取。（3）探究多孔碳在钛酸锂改性中的应用,采用相同的工艺路线制备纯相钛酸锂和碳包覆钛酸锂,测试分析两种材料的晶体结构、微观形貌和比容量。通过测试对比,得到在晶体结构上,两种钛酸锂材料均无区别,合成了纯度100%的钛酸锂材料;从微观形貌上来看,能够从扫描电镜图像上看到包覆的碳材料,均匀分布于钛酸锂颗粒上;在比容量的测试中,碳包覆钛酸锂表现出了更高的比容量的特性,纯相钛酸锂材料比容量在160 m Ah/g,碳包覆钛酸锂材料的比容量约为167 m Ah/g。因此,纯相钛酸锂由于多孔碳的包覆,改善了纯相钛酸锂的电化学性能。多孔碳不仅本身具有储锂的性能,还能够应用于改性钛酸锂中。
唐义骅[2]（2021）在《石墨相氮化碳演变高氮掺杂碳材料及其锂/钠离子存储性能》文中研究说明在当前传统化石能源逐渐被新能源替代的背景下,以锂离子电池为代表的能源存储器件以高能量密度、稳定的循环性能等优点被广泛地应用于各个领域。负极材料作为碱金属离子电池的核心组分,对电池容量、能量密度、循环稳定性等综合性能具有决定性的作用。现在市售锂离子电池的负极材料以碳材料、碳基复合材料为主,其中最典型的石墨碳理论储锂比容量只有372 m Ah/g。氮掺杂碳材料作为最常见的改性碳材料,具有更高的比容量和循环稳定性而受到广泛的关注和研究,但目前尚存在氮掺杂量难以提高和氮掺杂构型不易调控等难点。为了得到掺杂量更高且掺杂构型可调控的氮掺杂碳材料,本论文提出以高氮含量（55.1at.%）的石墨相氮化碳（g-C3N4）作为前驱体,利用了一系列基于“还原脱氮”的演化方法制备合成了高氮掺杂、且氮掺杂构型在一定程度上可调的氮掺杂碳材料。通过对所制备氮掺杂碳材料的物化性质表征与电化学性能测试,分析了不同工艺条件对氮掺杂碳材料结构、形貌、成分的影响,以及材料物化性质与其电化学性能之间的关系,阐明了所制备氮掺杂碳材料的储Li+/Na+机制。本论文为制备合成高氮掺杂碳材料提供了一条可行的新路径,文中的研究方法和实验结果对于高氮掺杂碳材料在电化学储能领域的研究与应用具有重要的指导意义和参考价值。取得如下研究成果:（1）以金属铝粉（Al）作为还原剂,采用金属热还原法,g-C3N4作为前驱体制备合成了高氮掺杂碳材料,证明基于g-C3N4采用还原脱氮法制备高氮掺杂碳材料的策略是可行的。具体研究了所制备高氮掺杂碳材料的形貌、结构、氮掺杂含量以及氮掺杂构型与制备温度、与作为锂离子电池负极材料的性能之间的关系。研究结果表明在600-800℃范围内,在金属热还原脱氮的作用机制下,随着热处理温度的升高,g-C3N4结构逐渐演变为无定形碳结构。所制备样品的氮掺杂量随着热还原温度升高而逐渐降低,同时其中石墨氮含量占比逐渐升高,导致电化学性能呈先升高后降低的趋势。在700℃下制备得到的氮掺杂碳材料拥有23.5 at.%的氮含量,且在0.05 A/g的电流密度下充放电循环100圈后依然能达到977 m Ah/g的储Li+比容量。（2）对乙酸钴与三聚氰胺的混合前驱体进行热处理,基于模板催化法制备合成自支撑氮掺杂碳纳米管材料。在高温热处理过程中,三聚氰胺在550℃热聚合形成g-C3N4,而乙酸钴分解为金属钴（Co）纳米颗粒并作为模板催化剂诱导g-C3N4演变形成自支撑氮掺杂碳纳米管材料,证明g-C3N4可在模板催化剂的作用下形成具有特殊形貌结构的氮掺杂碳材料。具体研究了所合成自支撑氮掺杂碳纳米管材料的物化性质和作为锂离子电池自支撑负极时的电化学性能,结果显示所制备的氮掺杂碳纳米管具有良好的自支撑性能,具有4.98 at.%的氮掺杂含量,在1m A/cm2的电流密度下充放电100圈后显示出2.14 m Ah/cm2的可逆面积比容量。（3）以g-C3N4为前驱体采用聚吡咯（PPy）辅助合成了氮掺杂量高于24 at.%的氮掺杂碳材料,表明由g-C3N4可以制备出高氮含量的氮掺杂碳材料。将g-C3N4与少量PPy进行复合后高温碳化,制备合成了具有极高氮含量的氮掺杂碳材料,并且该材料拥有比金属热还原法所制备氮掺杂碳材料更大的比表面积和孔积率。在热处理过程中,PPy对g-C3N4起到辅助作用,促使其演变为高氮掺杂碳材料。其中g-C3N4与PPy用量为2:0.2（wt.）时,所制备合成的氮掺杂碳纳米片含有27.4at.%的氮杂原子,在0.05 A/g的电流密度下充放电200圈后仍保持1639 m Ah/g的稳定储Li+比容量,同时具有出色的倍率性能和锂离子扩散速率。（4）以g-C3N4为前驱体采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）辅助合成了氮掺杂量高达33.7 at.%的碳材料。基于热重分析确定了g-C3N4在PVP的辅助作用下发生碳化相变为氮掺杂碳材料。在750℃下热处理所制备合成的氮掺杂碳纳米片拥有31.4at.%的氮含量,在0.05 A/g的电流密度下具有～1236 m Ah/g的稳定储Li+比容量,而700℃下所制备的氮掺杂碳纳米片拥有33.7 at.%的氮掺杂量,在0.05 A/g的电流密度下具有～300 m Ah/g的稳定储Na+比容量。此外,对扩散性容量和电容性容量的分析表明所制备的氮掺杂碳纳米片具有明显的赝电容储能特性,所以其作为锂离子电池负极材料在1 A/g的大电流密度循环1000圈后仍具有1163 m Ah/g的高储Li+比容量,作为钠离子电池负极材料以1 A/g的大电流密度循环1000圈后仍具有140 m Ah/g的高储Na+比容量。（5）采用硼氢化钠（NaBH4）对g-C3N4还原脱氮制备合成了氮掺杂碳材料,在g-C3N4演变为氮掺杂碳材料的同时进行了原位预钠化,从而提升了氮掺杂碳材料作为钠离子电池负极的首次库伦效率。将g-C3N4与NaBH4物理混合均匀后加热到450-650℃进行热处理,随后去掉副产物得到氮、硼共掺杂的碳材料。Na+会优先与石墨氮等吸附能较大的位点（造成不可逆容量）发生反应,从而减少了氮掺杂碳材料的不可逆容量,提升了氮掺杂碳材料作为钠离子电池负极的首次库伦效率。其中在650℃下制备的氮掺杂碳材料具有27.8 at.%的氮含量,且其中石墨氮含量只有1.1 at.%,首次库伦效率提升到了96.1%,在0.05 A/g的电流密度下循环500圈后仍展现出308 m Ah/g的储Na+比容量。（6）采用金属锂粉（Li）对g-C3N4还原脱氮制备合成了氮掺杂碳材料,在g-C3N4演变为氮掺杂碳材料的同时进行了原位预锂化,从而提升氮掺杂碳材料作为锂离子电池负极的首次库伦效率。具体地,将不同比例的g-C3N4与Li物理混合均匀后置于不同温度下进行热还原,得到了拥有不同氮含量、氮掺杂构型、预理化程度的氮掺杂碳材料。由于预锂化的作用,所制备的氮掺杂碳材料作为锂离子电池负极的首次库伦效率最高可达95.6%,当g-C3N4与Li的比例在4:1（wt.）时,所制备氮掺杂碳的首次库伦效率提升到了93.7%,在0.05 A/g的电流密度下循环100圈后仍具有1499.9 m Ah/g的储Li+比容量。
王键[3]（2021）在《钾离子电池石墨烯基负极材料制备及其储钾机理研究》文中提出随着新能源电动汽车和风光发电站的推广,市场对于大型储能器件的需求与日俱增。然而地球上匮乏的锂资源难以满足如此庞大的市场需求量。人们迫切需要找到一种储量丰富的碱金属来替代锂的作用。于是同属第一主族金属且储量丰富的钠和钾受到了人们的关注。虽然钠的储量更大,但是在能量密度上接近锂电的钾离子电池显然更符合人们对于大型储能设备的要求。可以用于钾离子电池的负极材料有很多种类,如碳基材料、钾合金、过渡金属的氧化物和硫化物以及一些导电有机材料等。类似于与锂的嵌入反应,石墨可在0.24 V（vs.K/K+）时与钾发生插层反应形成插层化合物KC8,对应理论容量为279m Ah·g-1。这同样也是其它碳材料的主要储钾机制。即便是非石墨类的碳材料,如软碳硬碳等,也是依靠其内部石墨微晶作为主要的储钾位点。因此钾离子电池碳基负极兼具高能量密度和高导电性两大优势,是最有希望的负极材料之一。然而钾离子电池的碳基负极应用面临着倍率性能低下和容量随循环快速衰减的挑战。究其原因,在于石墨与钾的插层反应过程伴随着巨大的体积膨胀。膨胀产生的应力会导致材料破裂失效并阻碍钾离子向材料内部扩散。针对这一现象,本次论文选用了氧化石墨烯作为前驱体,分别从材料复合与结构调控两个方面着手,构筑新型碳基负极:1、以少层的剥离石墨（EG）为另一成分,与氧化石墨烯（GO）充分混合。经过180℃水热,GO被还原成还原氧化石墨烯（r GO）,就得到了复合材料EG/r GO。电化学测试结果表明,EG/r GO最高可获得443 m Ah·g-1的比容量,分别是EG和r GO容量的1.6倍和3.2倍。即便是在800 m A·g-1大电流密度下,EG/r GO仍可提供196 m Ah·g-1的比容量。经SEM、XRD和拉曼等手段表征后,发现在复合材料EG/r GO中r GO包裹住EG的表面并彼此交联形成多孔结构。既避免了EG堆叠后失去活性,又可为EG的插层反应提供电子、离子双传输通道,还可EG的体积膨胀提供缓冲。得益于r GO对EG的三重优化,EG本身优异的储钾性能得到了充分发挥,从而提高了复合材料的能量密度。2、采用同轴静电纺丝技术,实现了GO在外层高聚物构筑的管状纳米空腔内连续组装。再分别通过固化-清洗和高温热解的方法去除高聚物外壳,得到内层被还原的还原氧化石墨烯纤维（r GONFs）。经电化学性能测试,我们发现固化-清洗法得到的纤维,其储钾性能并不高。经XRD和拉曼表征结果分析,发现这与其石墨化程度都不高有关。而通过高温热解法得到的石墨烯纳米纤维在容量、倍率性能和循环稳定性三个方面均有不错的表现。通过对比,我们发现这些纤维的储钾性能虽然受到高温石墨化的影响有所起伏,但是幅度并不大。这是因为石墨烯纳米纤维的间隙可作为离子传输通道缩短了K+的扩散路径以及自身的柔韧性缓冲了体积膨胀的双重效果弥补了石墨嵌钾在反应动力学上的不足。
刘昊[4]（2021）在《基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究》文中进行了进一步梳理多孔碳材料因其具有孔结构可调控、易于与其他活性物质复合等特点,被认为是制备高电化学性能电极材料的最佳候选者。然而大多数多孔碳材料为粉末状,限制了其在柔性电子器件中的应用,而其他一些柔性多孔碳材料制备过程则相对繁琐,因此,开发一种简单高效、孔结构发达且易修饰的柔性多孔碳材料构建技术是一项有意义的研究。膜技术,可以通过非溶剂诱导相分离（NIPS）构建发达的多孔结构并实现柔性特点,目前在分离等领域得到了广泛的研究,但在涉及构建多孔碳材料并应用于储能领域的研究尚亟待开展。为此,本文开展以下几项研究:1)以聚丙烯腈（PAN）为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚偏氟乙烯（PVDF）为致孔剂,通过NIPS膜技术和碳化技术,制备了3D多级纳米孔结构的柔性碳基膜材料。作为超级电容器电极,0.05 A g-1电流密度下,在三电极体系和两电极体系中,比电容分别为265 F g-1和212 F g-1。组装成全固态超级电容器在60o下弯曲100次,仍能保持92%的初始电容值,长循环2000圈后,电容保持率仍然高达81%。2)以PAN为前驱体,PVP为致孔剂,通过不同碳化温度制备了3D多级纳米孔结构可控的互穿网络结构电极膜。作为负极材料,50 m A g-1下,在锂离子电池（LIBs）和钠离子电池（SIBs）中分别获得了351.8 m A h g-1和237.4 m A h g-1的可逆容量。在200 m A g-1下循环200次,均表现出稳定的循环性能。3)以PAN为前驱体,PVP为致孔剂,石墨烯为柔性单元、纳米硅为活性物质,构建了PAN/石墨烯/纳米硅碳基复合电极膜,作为LIBs负极材料,50 m A g-1下可逆容量高达1135.7 m A h g-1,纳米硅和复合电极膜的有效利用率分别高达92.6%和92.9%,表明纳米硅的体积效应得以有效缓解。4)以Sn Cl4·5H2O和硫代乙酰胺为原料,电极膜为基体,通过溶剂热技术,制备了Sn S2-CM复合电极膜,作为LIBs和SIBs负极材料,在50 m A g-1下分别表现出839.8 m A h g-1和573.7 m A h g-1的可逆容量。将膜结构进行破碎,阐明了电极膜的膜孔结构对纳米活性物质的体积膨胀存在“约束行为”。5)以Na2Mo O4·2H2O和C3H7NO2S为原料,电极膜为基体,通过水热技术,制备了CM@Mo S2复合电极膜。作为SIBs负极材料,50 m A g-1下,可逆容量可达472.2 m A h g-1,200 m A g-1下循环1000个周期后可逆容量保持94.2%。以其为负极,活性炭AC为正极,组装CM@Mo S2//AC钠离子电容器,2 A g-1高电流密度下循环5000次,可逆容量仍保持83.4%,平均每圈容量衰减0.00332%。
王世洋[5]（2021）在《钠金属负极界面研究及保护策略》文中认为钠金属负极具有较高的理论比容量（1166 mAh g-1）以及较低的电极电势（-2.714Vvs.标准氢电极）。因此,利用钠金属负极,与硫、氧气以及各类嵌插型正极材料所组成的二次钠金属电池具有较高的理论能量密度,是大规模储能体系中重要的组成部分。同时,钠资源储量丰富且价格低廉,使得钠金属电池在成本方面占据明显优势。然而,钠金属负极在充放电过程中仍存在很多问题和挑战:首先,钠金属具有较高的活性,因而易与电解液发生反应,形成固体电解质界面膜（Solid Electrolyte Interphase,SEI）,降低电池的效率;其次,钠金属负极在电沉积过程中会产生枝晶,进而刺穿隔膜引发短路与安全问题;此外,钠金属电池在运行过程中还会面临产气以及体积膨胀等等困扰。基于上述的问题,本论文从钠金属负极界面改性以及结构优化出发,以改善钠金属电池中负极的循环稳定性。1.醚类电解液设计构建稳定的钠金属界面。通过电解液组分与结构调节稳定钠金属负极是简单有效的策略。我们开发基于四氟硼酸钠与二乙二醇二甲醚（NaBF4/G2）的新型电解液,有效提升钠金属负极的循环稳定性。在电化学循环过程中,NaBF4/G2电解液在钠金属负极表面原位还原并形成有机/无机复合结构的SEI,此类SEI可以有效地稳定钠金属负极与有机电解液形成的界面,并提升其电化学动力学特性,使得钠金属负极实现99.93%的库仑效率。2.酯类电解液中添加剂设计构建稳定的钠金属界面。碳酸酯电解液具有较强的抗氧化稳定性,因而与高电压正极材料相兼容。但是碳酸酯电解液与钠金属并不兼容,副反应严重。我们通过向1 M双三氟璜酰基亚胺钠/氟代碳酸乙烯酯（NaTFSI/FEC）电解液中加入质量分数为0.75%的六氟砷酸钠（NaAsF6）,在钠金属负极界面原位构筑了富含As-O聚合物和无机NaF颗粒的SEI。As-O聚合物可以显着提升SEI的塑性形变能力,使其在充放电过程中保持良好的稳定性。并且,NaF颗粒具有高的杨氏模量,可以有效地抑制钠枝晶的生长。因此,由NaAsF6衍生的界面SEI可以有效地稳定钠金属负极,使其在0.1 mA cm-2的电流下保持97%的库仑效率以及400圈的循环寿命。3.可移植的人造保护膜稳定钠金属负极界面。人造保护膜具有结构及组分可调性,因此可以有效地保护钠金属负极。我们通过刮涂法制备了可移植的NaF/PVDF膜。NaF具有高杨氏模量,因此可以通过物理的方法来抑制钠枝晶的生长,而PVDF具有较高的塑性形变能力,可以保持人造保护膜结构的稳定性。受此协同作用的影响,钠金属负极在酯类电解液中可以实现稳定运行。此外,具有低负极/正极容量比（N/P）的Na0.6MnO2‖Na全电池可以在1.5-4.1 V的电压区间内稳定循环超过100圈。4.钠金属负极结构设计。钠金属负极结构对负极的电化学性能有显着的影响,三维结构可以有效地降低电流密度,从而抑制钠枝晶。我们通过真空抽滤法制备MXene和氧化石墨烯（GO）组成的复合薄膜,利用此薄膜与熔融态的钠金属接触并原位还原,获得一种结构稳定的钠金属复合负极（Na@rGO/MXene）。通过调节前驱体薄膜的厚度,可以制备超薄的Na@rGO/MXene结构负极（50μm）。rGO作为导电骨架可以有效地传导电子。MXene具有亲钠特性,可以调控钠金属成核。因此,使用该复合电极与磷酸钒钠组成的全电池具有低的N/P比以及优异的电化学性能。
王金阳[6]（2021）在《稻壳基多孔碳负极材料的制备及电化学性能研究》文中提出锂离子电池是计算机,电子设备和电动汽车等现代应用中使用最广泛的能量存储系统。这个重要的系统可以满足对缓解气候变化问题的不断增长的可再生能源的需求,气候问题则是由于使用化石燃料以及相关的温室气体排放造成的。而锂离子电池最常用的负极材料是石墨,其低的理论比容量(372 mAh g-1)对于当今社会的发展来说有所欠缺。作为有大量碳源的农业废弃物稻壳无疑是制备碳负极材料最好的选择,不仅能制备出新型生物质碳材料应用于锂离子电池,还能避免由于废弃稻壳的燃烧处理对环境产生的影响。因此,本文从稻壳中制备出不同形貌的多孔碳材料,并且通过一些测试方法来探究其微观形貌和电化学性能,主要的研究内容和结论如下:（1）以稻壳为原料制备稻壳基多孔碳材料。先将稻壳进行碳化得到SiO2/C复合物,直接将其与K2CO3活化剂进行混合研磨,之后放入管式炉里进行煅烧以到达除去SiO2的同时进行活化的效果,冷却到室温后清洗至中性得到稻壳基多孔碳。为了对比直接活化（一步法）所得的材料,将所得的SiO2/C复合物先用NaOH除去SiO2得到碳模板,之后按照一步法的实验步骤进行活化（两步法）来对比不同活化方法对材料性能的影响。除此之外,还探究了不同活化剂比例对所得样品的结构和性能的影响。结果表明煅烧温度为900℃,煅烧时间为1 h,当采用一步法,活化剂与SiO2/C复合物的质量比为3:1时所得样品的性能最好。形成了交联的孔状结构,并且在0.2 C倍率下循环100圈后充电比容量仍可保持在551.4 m Ah g-1。（2）以稻壳为原料制备木质素基多孔碳材料。使用简单的方法用乙醇将木质素从稻壳中提取出来,此时的木质素会溶于乙醇溶液中,利用木质素不溶于水的性质往乙醇溶液中加水使木质素析出,之后抽滤烘干后得到稻壳木质素。之后与K2CO3活化剂进行混合研磨,放入管式炉中在Ar的氛围下煅烧,冷却至室温后清洗至中性得到稻壳木质素基多孔碳材料。探究了不同活化剂比例和不同煅烧时间对所得样品的性能的影响。结果表明,煅烧温度为900℃,当活化剂与木质素的质量比为2:1,煅烧时间为1 h时所得到的木质素多孔碳材料的性能最好。形成了具有连续分布的微孔-中孔结构,并且其充电比容量在0.2 C倍率下循环100圈后仍可达到610.1 m Ah g-1。（3）制备掺杂氮元素和硫元素的稻壳多孔碳材料。将制备好的稻壳多孔碳材料与尿素和硫脲按照质量比为1:8的比例进行混合,之后加水进行搅拌24 h,烘干后放入管式炉中在Ar的氛围下600℃煅烧1.5 h,冷却到室温后即可得到掺杂氮元素和掺杂氮硫元素的多孔碳材料。比较来说,进行氮硫元素共掺杂所得到的多孔碳的性能是最好的,其利用两种元素的协同作用提高材料的电性能,并且为锂离子的嵌入提供更多的活性位点。最终形成均匀的孔状结构,其电化学性能也有所提升,在0.2 C倍率下循环100圈容量可以保持在450.3 m Ah g-1。
刘炳求[7]（2021）在《碳基纳米负极材料的制备及其在锂/钾离子电池中的性能研究》文中提出近年来,锂离子电池（LIBs）以其优异的能量密度和功率密度得到了广泛的研究,使其成为最适合应用于电动汽车和固定存储等新兴市场需求的储能技术。随着对大型储能系统需求的不断增长,对低成本、可持续发展的新型电池技术提出了更高的要求。由于地球的丰富性和成本效益,近年来可充电钾离子电池（PIBs）的发展备受关注,钾表现出与锂相似的物理化学性质,为了解决锂的可用性和成本问题,PIBs的开发越来越受到人们的关注。由于碳在循环时可以作为弹性缓冲载体以增加电极材料的稳定性,并且孔道结构丰富和导电性高,使其无论作为保护材料,负载材料还是电极材料都有着优异的表现,是一种非常有潜力的LIBs/PIBs的负极材料。具体研究内容和结果如下:（1）通过简易和新颖的方法制备了由超小氮掺杂碳包覆的过渡金属氧化物二次单元（直径约4 nm）组成的均匀石榴状纳米簇。以石榴状Fe3O4@N-C NCs为例,这种独特的纳米结构为电化学反应提供了较短的Li+/电子扩散路径,并且在循环过程中具有较高的结构稳定性和导电性,从而获得了优异的电化学性能。石榴状Fe3O4@N-C NCs具有高比容量(0.5 Ag-1下100次循环后容量为1204.3m A h g-1)、稳定的循环寿命(1 Ag-1时容量为1063.0 m A h g-1,1000次循环后容量保持率为98.4%)和优异的倍率性能(10 Ag-1时容量为606.0 m A h g-1,容量保持率为92.0%;20 Ag-1时为417.1 m A h g-1,1000次循环后容量保持率为91.7%)。（2）红磷因其价格便宜,并且与过渡金属氧化物相比具有更高的理论容量,是一种很有前途的LIBs材料。然而,其体积变化大,电导率低,限制了其广泛应用。因此,我们以简便易行的方法设计并合成了具有超大孔体积(3.258 cm3 g-1)的均匀分布的蜂窝状分级微介孔碳纳米球（HHPCNSs）。大孔体积为红磷的负载和膨胀提供了足够的空间,而均匀分布的微介孔使红磷的负载更加均匀。基于蜂窝状碳网络具有超大的孔体积、均匀分布的分级微介孔纳米结构、优异的导电性和纳米结构稳定性等优点,获得的HHPCNSs/P复合物表现出高的比容量(0.1Ag-1时容量为2463.8 m A h g-1)、出色的倍率性能(10 Ag-1时容量为842.2 m A h g-1)和优异的循环稳定性(2和5 Ag-1下1000次循环后容量分别为1201.6和938.4 m A h g-1)。值得注意的是,与Li Fe PO4正极复合后,锂离子全电池具有高容量、高倍率和稳定的循环性能,表现出HHPCNSs/P复合物的实用性。（3）PIBs被认为是LIBs低成本、大规模应用的一种很有前途的替代品。然而,由于K+的尺寸较大,所以传统碳材料的倍率性能差,容量低,循环寿命不理想。受多孔碳材料在LIBs中有着很好应用的启发,我们通过一种简单的方法设计并合成了高度有序的微孔碳纳米球（OMCNSs）。将其应用于PIBs负极中,获得的OMCNSs负极在0.5 Ag-1下500次循环后下提供了256.9 m A h g-1的超高容量,在5 Ag-1下2000次循环后可提供156.6 m A h g-1的容量,表现出了优异的倍率性能和循环稳定性。此外,与普鲁士蓝正极结合后,钾离子全电池也表现出优异的电化学性能,突出了OMCNSs的实用性。其优异的电化学性能可归因于其高度有序的微孔结构,增强了物理吸附作用,可以稳定地捕获K+。（4）由于钾离子半径过大,多孔碳这类硬碳材料的储钾活性位点有限,并不能得到令人满意的PIBs电化学性能。我们采用一种简便、新颖的方法制备了超小空心纳米碳纳米球（7 nm）组成的纳米簇（HNPCNCs）。利用这种纳米结构,我们实现了金属K团簇的密集堆积存储。在PIBs中,HNPCNCs负极在0.5Ag-1下200次循环后可提供269.8 m A h g-1的超高可逆容量,在5 Ag-1下5000次循环后提供150.5 m A h g-1的优异倍率性能和循环稳定性。此外,与普鲁士蓝正极结合后,钾离子全电池也表现出优异的电化学性能,突出了HNPCNCs的实用性。
张子栋[8]（2021）在《硅碳复合负极材料的制备与电化学性能研究》文中认为硅负极材料因其高理论比容量(3579 m Ah g-1)、相对低的脱锂电位（～0.4 V vs Li/Li+）,并且硅在自然界储量丰富,无毒害而被誉为下一代最有前景的锂电负极材料候选者之一。然而硅的导电能力弱,在嵌锂/脱锂的充放电循环过程中会发生较大的体积膨胀（～300%）,从而容易造成电极上的裂痕、脱落而出现电气连接问题,随着充放电循环的进行容量会快速的衰减,材料的容量保持率不佳;伴随着巨大的体积形变,硅与电解液表面形成的SEI非常不稳定,于是需要消耗大量的锂离子来不断生成SEI,因此硅负极材料的首次库伦效率（ICE）一般很低,这容易导致硅基材料无法发挥出其质量比容量的优势。针对以上问题,本文结合等离子体技术以制备并改性硅碳负极材料并对复合电极的结构性质和电化学性能进行研究:（1）利用氩气和氢气等离子体优化泡沫镍表面结构,再利用磁控溅射技术沉积硅薄膜至优化后的泡沫镍上,最后利用电感耦合等离子体-化学气相沉积法（ICP-CVD）以甲烷为碳源沉积一层碳薄膜至硅薄膜上来构筑3D纳米硅碳复合结构。氩气和氢气混合等离子态对泡沫镍进行表面刻蚀后,在泡沫镍表面产生了丰富的纳米结构,为硅碳复合材料的沉积提供了更多的空间,从而提高了活性物质的负载量,除此之外,泡沫镍表面的Ni O被等离子体还原后裸露出大量高化学活性的镍单质,从而催化硅由非晶向多晶的晶型转变,改善了硅的导电性,生长的碳膜在升温优化的条件下缺陷度增加,从而使得整体硅碳复合材料的导电能力和锂离子扩散能力增强。最佳条件下制备的电极在1.6 A g-1的电流密度下充放电循环500圈后放电比容量仍能表现出972.7 m Ah g-1。（2）为了进一步提高硅碳负极材料的电化学性能,采用等离子体技术,在工作（1）的基础上,利用氮气和氢气混合等离子体对最后沉积的碳薄膜进行氮掺杂与改性。在这个等离子体处理过程中,通过调节N2/H2处理时间,可以精确控制氮含量（XPS结果为9.55%）及其化学构型（Pyridinic-N,Pyrrolic-N和Quaternary N）。N2/H2等离子体改性碳膜增大了氧化还原反应的赝电容容量比率,加快了Li+在嵌锂和脱锂过程中的反应动力学,优化处理时间后,改性碳膜后的硅碳复合负极材料的电化学性能相对于未改性的有显着提高。例如,比容量有效提高了40%。特别是在2 A g-1电流下,CE的初始值从51.80%提高到81.80%,经过1500次循环后,放电比容量从802.5 m Ah g-1提高到1020.7 m Ah g-1。在工作（1）的基础上进一步提升了硅碳复合负极材料的电化学性能。（3）除了针对薄膜类硅碳负极材料的制备与改性如上述工作（1）和（2）,本工作将等离子体改性方式拓展到粉末类硅基材料,利用氩气和氢气等离子体对Si Ox@Ti O2中的Ti O2进行氧缺陷的引入,处理过程中温度低（400℃）,时间快（30 min）,效率高,可重复性好。讨论了引入氧缺陷对于硅基材料导电能力和Li+传输能力的影响。引入缺陷后,整体电极在电流密度为2 A g-1下循环1000圈后放电质量比容量为308.2 m Ah g-1,在0.1 A g-1电流密度下ICE为76.4%;相较于未引入缺陷的电极,在同等条件下放电质量比容量提升37%,ICE提升28.1%;相对于纯Si Ox电极在同等条件下放电质量比容量提升98.8%,ICE提升41.7%。
王军顺[9]（2021）在《碳材料的光学性能与电化学性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着各国科学家对碳材料的深入研究,对于碳材料的了解越发深入,发现不管是在前沿基础研究,还是在战略性新兴产业发展,碳材料都起到了不可替代的作用。当前,对于荧光碳点的研究主要有非金属元素掺杂,通过掺入非金属元素改变荧光碳点的表面态,进而改善碳点的荧光效果。研究还发现,N掺杂可以大大提高碳点的荧光量子产率;S掺杂可以明显的改变荧光发射（PL）发射波长,导致红移现象;F掺杂可以明显提高碳点的荧光强度等。当前对于荧光碳点的研究大多集中于蓝色、绿色碳点的研究,针对于红色荧光碳点的研究还仍然较为少见,由于红光碳点的制备较为复杂,这也严重制约了可见光全光谱荧光碳点的应用。此外,碳基材料还可被用做锂离子电池（LIB）的碳负极材料。该种材料因其具有良好的导电性和较高的理论比容量且价格低廉,因此,研究锂离子电池碳负极材料同样具有重要的实用价值。本工作的主要研究内容如下:一、以无水柠檬酸作为碳源,通过简单的一步水热法制备了荧光碳点,探索了原料的浓度、水热溶液的填充度、保温时间等条件对于碳点制备的影响。进行表征,探究出最佳的制备方案。二、以无水柠檬酸为碳源,利用非金属元素对其掺杂改性,发现N元素的掺入大大提高了碳点的荧光强度,并探索了N掺杂浓度对性能的影响。三、选用无水葡萄糖作为碳源,发生红移现象,再通过N掺杂进行掺杂改性,成功制备出红光碳点,实现了可见光全光谱荧光碳点。四、选用无水葡萄糖作为碳源,通过一步水热碳化的方式来制备锂离子电池负极碳材料的前驱体,经过高温碳化,得到负极材料。在此研究过程中,主要探究了不同的热解碳化温度对于锂离子电电池碳负极材料的电化学性能影响。
李文挺[10]（2021）在《钾离子电池碳基负极材料的制备及电化学性能的研究》文中研究指明钾具有储量丰富、价格低廉,且标准电极电势较低等优点,因此钾离子电池被认为是一种较理想的低成本二次电池体系,近年来受到人们广泛的关注和研究。但是由于钾离子半径较大,嵌钾/脱钾过程中电极材料体积变化大,影响其循环稳定性和倍率性。本文以开发低成本、高性能钾离子电池碳基负极材料为目标,开展了以下研究工作:采用生物废弃物稻壳作为原材料,通过高温碳化的方法制备出具有无序结构的硬碳材料,研究了碳化温度对硬碳材料形貌、结构以及储钾性能的影响。结果表明,稻壳基硬碳负极材料具有较大的层间距和独特的“微孔-介孔”结构,可以消纳钾离子嵌入过程中引起的体积膨胀。随着碳化温度的升高,硬碳材料的孔径收缩,比表面积降低,电化学实验结果表明,稻壳基硬碳负极材料具有优异的循环稳定性和倍率性,在30 mA.g-1的电流密度下具有244.99 mAh·g-1的可逆比容量,经100次循环后,仍保持204.25 mAh·g-1的可逆比容量,容量保持率为83.3 7%。当电流密度提高到500 mA·g-1时,循环500次后的可逆比容量仍有103.77 mAh.g-1。以低成本的碳酸钙为模板,蔗糖为碳源,采用模板法制备了钾离子电池多孔碳负极材料,该材料具有无序的微观结构、较大的比表面积和“大孔-介孔-微孔”构成的分级多孔结构。电化学测试结果表明,制备的多孔碳负极材料在50 mA·g-1电流密度下具有259.5 mAh·g-1的比容量,100次循环后容量保持率为92.8%。循环后的极片表面平整,未出现显裂纹,表明材料在钾离子嵌入/脱出过程中体积变化较小,在2000 mA·g-1的大电流密度下,循环10000次后的比容量仍有129.6 mAh·g-1,多孔碳材料表现出良好的倍率性能。以铁粉、红磷和炭黑为原材料,采用低成本、高效的高能球磨法制备了FeP/C复合材料。材料分析结果表明,FeP/C复合材料中,纳米化的FeP颗粒均匀的分布在无定形碳内部,由于碳层的存在,不仅提高了材料的导电性,还抑制了 FeP充放电过程中体积变化,增强材料稳定性。FeP/C复合材料具有218.26mAh·g-1的比容量,100次循环后容量保持率为81.81%,相对于FeP材料储钾容量和循环稳定性有明显提升。密度泛函理论计算结果表明,钾离子在FeP中扩散能垒比钠离子在FeP中的扩散能垒小,扩散速率较大。实验证明FeP/C复合材料在钾离子电池中的倍率性能优于钠离子电池中的倍率性能。对比研究了商用硬碳为负极材料在锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池电化学性能和界面特性。通过XPS、TOF-SIMS和EIS研究材料表面SEI膜的组成及其稳定性。结果表明,在30 mA·g-1的电流密度下,商用硬碳负极材料在锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池中表现出良好的循环性能,循环100圈后容量保持率96%以上。锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池中,硬碳负极材料表面形成的SEI膜均由无机物和有机物组成。在但由于有机钾离子化合物在电解液中溶解度较高,SEI膜表层的有机物溶解在电解液中,导致SEI膜稳定性差。
二、锂离子电池碳负极材料的研究(1)——镀膜对碳材料电化学性能的改善（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锂离子电池碳负极材料的研究(1)——镀膜对碳材料电化学性能的改善（论文提纲范文）
（1）多孔碳材料的制备及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历史 |
| 1.2.2 锂离子电池的基本构成与分类 |
| 1.2.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.3 锂离子电池的主要材料 |
| 1.3.1 锂离子电池正极材料 |
| 1.3.2 锂离子电池负极材料 |
| 1.4 多孔碳负极材料 |
| 1.4.1 多孔碳负极材料概述 |
| 1.4.2 多孔碳材料的制备方法 |
| 1.5 本课题的主要内容与意义 |
| 第2章 实验材料、仪器及分析测试方法 |
| 2.1 实验材料和仪器 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.2 实验仪器和用途 |
| 2.2.1 样品制备仪器和设备 |
| 第3章 MOFs基多孔碳材料的制备及其作为锂离子电池电极材料的性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 制备ZIF-8 前驱体 |
| 3.2.2 ZIF-8 前驱体合成多孔碳材料 |
| 3.2.3 形貌表征和纽扣锂离子电池的制作及电化学测试 |
| 3.3 测试结果及分析 |
| 3.3.1 XRD表征及分析 |
| 3.3.2 形貌表征及分析 |
| 3.3.3 孔径测试表征及分析 |
| 3.3.4 倍率循环和容量测试结果及分析 |
| 3.3.5 充放电测试结果及分析 |
| 3.3.6 阻抗测试结果及分析 |
| 3.4 本章小结及分析 |
| 第4章 生物质多孔碳材料的制备及其在锂离子电池中的应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 生物质多孔碳的制备 |
| 4.2.2 纽扣电池的制备及电化学性能测试 |
| 4.3 测试结果及分析 |
| 4.3.1 XRD表征和分析 |
| 4.3.2 SEM表征和分析 |
| 4.3.3 孔径测试和分析 |
| 4.3.4 比容量测试和分析 |
| 4.3.5 阻抗测试结果及分析 |
| 4.4 本章小结和分析 |
| 第5章 MOFs基多孔碳材料在碳包覆钛酸锂材料中的应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 制备纯相钛酸锂材料 |
| 5.2.2 制备碳包覆钛酸锂 |
| 5.2.3 材料的物理性能测试及电化学性能测试 |
| 5.3 测试结果及分析 |
| 5.3.1 相纯度测试结果及分析 |
| 5.3.2 SEM图像测试及分析 |
| 5.3.3 比容量和循环测试结果及分析 |
| 5.4 本章小结及分析 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
（2）石墨相氮化碳演变高氮掺杂碳材料及其锂/钠离子存储性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的结构及电化学反应过程 |
| 1.2.2 锂离子电池的正极材料 |
| 1.2.3 锂离子电池的负极材料 |
| 1.2.4 锂离子电池电解液 |
| 1.3 钠离子电池概述 |
| 1.3.1 钠离子电池的结构及电化学反应过程 |
| 1.3.2 碳材料作为钠离子电池负极的概述 |
| 1.4 氮掺杂碳材料 |
| 1.4.1 氮掺杂碳在锂/钠离子电池中的应用 |
| 1.4.2 氮掺杂碳材料的制备合成方法 |
| 1.5 石墨相氮化碳 |
| 1.5.1 石墨相氮化碳的应用 |
| 1.5.2 石墨相氮化碳的还原脱氮 |
| 1.6 本论文的选题思路及主要研究内容 |
| 1.6.1 本论文的选题思路 |
| 1.6.2 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 原材料与表征测试方法 |
| 2.1 原材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 主要表征测试 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 第三章 铝热还原石墨相氮化碳演变氮掺杂碳材料及其锂离子电池性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 石墨相氮化碳的制备 |
| 3.2.2 金属铝粉对石墨相氮化碳还原脱氮 |
| 3.3 材料表征与电化学测试结果与讨论 |
| 3.3.1 结构、成分与形貌表征与讨论 |
| 3.3.2 锂离子电池性能测试与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 乙酸钴原位催化石墨相氮化碳演变氮掺杂碳纳米管自支撑负极 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 自支撑氮掺杂碳纳米管的制备 |
| 4.2.2 柔性电极的制备与柔性锂离子电池的组装 |
| 4.3 材料表征与电化学测试结果与讨论 |
| 4.3.1 结构、成分与形貌表征与讨论 |
| 4.3.2 锂离子电池性能测试与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 聚吡咯辅助石墨相氮化碳演变氮掺杂碳材料及其锂离子电池性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 石墨相氮化碳的制备 |
| 5.2.2 聚吡咯辅助石墨相氮化碳碳化 |
| 5.3 材料表征与电化学测试结果与讨论 |
| 5.3.1 结构、成分与形貌表征与讨论 |
| 5.3.2 锂离子电池性能测试与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 聚乙烯吡咯烷酮辅助石墨相氮化碳演变氮掺杂碳材料及其锂/钠离子电池性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 石墨相氮化碳的制备 |
| 6.2.2 聚乙烯吡咯烷酮辅助石墨相氮化碳碳化 |
| 6.3 材料表征与电化学测试结果与讨论 |
| 6.3.1 结构、成分与形貌表征与讨论 |
| 6.3.2 锂离子电池性能测试与讨论 |
| 6.3.3 钠离子电池性能测试与讨论 |
| 6.3.4 锂离子扩散速率分析及储Li~+/Na~+机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 硼氢化钠还原石墨相氮化碳演变预钠化氮掺杂碳材料及储钠性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 石墨相氮化碳的制备 |
| 7.2.2 硼氢化钠对石墨相氮化碳还原脱氮 |
| 7.3 材料表征与电化学测试结果与讨论 |
| 7.3.1 结构、成分与形貌表征与讨论 |
| 7.3.2 钠离子电池性能测试与讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 锂热还原石墨相氮化碳演变预锂化氮掺杂碳材料及其储锂性能 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验部分 |
| 8.2.1 石墨相氮化碳的制备 |
| 8.2.2 金属锂粉对石墨相氮化碳还原脱氮 |
| 8.3 材料表征与电化学测试结果与讨论 |
| 8.3.1 结构、成分与形貌表征与讨论 |
| 8.3.2 锂离子电池性能测试与讨论 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 总结、结论以及展望 |
| 9.1 研究内容总结 |
| 9.2 主要结论 |
| 9.2.1 还原剂类型的影响 |
| 9.2.2 还原剂比例的影响 |
| 9.2.3 热处理温度的影响 |
| 9.2.4 氮掺杂碳材料物化性质对电化学性能的影响 |
| 9.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）钾离子电池石墨烯基负极材料制备及其储钾机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钾离子电池简介 |
| 1.2.1 钾离子电池的工作原理 |
| 1.2.2 钾离子电池的正极材料 |
| 1.2.3 钾离子电池的负极材料 |
| 1.3 钾离子电池碳基负极的研究进展 |
| 1.3.1 碳基负极材料的储钾机理 |
| 1.3.2 钾离子电池碳基负极材料类型 |
| 1.4 碳基负极改性方法研究进展 |
| 1.4.1 异原子掺杂 |
| 1.4.2 结构调控 |
| 1.4.3 材料复合 |
| 1.5 本次论文选题思路和研究内容 |
| 1.5.1 选题思路 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验器材与表征方法 |
| 2.1 实验药品与器材 |
| 2.2 圆片电极制作与扣式半电池组装 |
| 2.2.1 圆片电极制作 |
| 2.2.2 扣式半电池组装 |
| 2.3 电化学性能测试方法 |
| 2.3.1 循环伏安测试(CV) |
| 2.3.2 电化学阻抗测试(EIS) |
| 2.3.3 恒流充放电循环测试 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.2 扫描和透射电镜(SEM和 TEM) |
| 2.4.3 拉曼光谱分析和红外吸收光谱分析 |
| 2.5 定性比较K~+离子扩散速率的两种方法 |
| 2.5.1 基于EIS数据的定性比较法 |
| 2.5.2 基于CV数据的定性比较法 |
| 第三章 石墨烯基复合材料的制备和储钾性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 薄膜状复合材料EG_(-x)/r GO_(-y)VMs的制备及其储钾性能研究 |
| 3.2.1 材料制备 |
| 3.2.2 材料表征与电化学性能测试 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.3 海绵状复合材料EG_(-x)/rGO_(-y)的制备及其储钾性能研究 |
| 3.3.1 材料制备 |
| 3.3.2 材料表征与电化学性能测试 |
| 3.3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 石墨烯纳米纤维电极的制备与储钾性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 同轴静电纺丝制备核壳纤维 |
| 4.2.1 纺丝体系的建立 |
| 4.2.2 形貌表征 |
| 4.2.3 实验结果与分析 |
| 4.3 固化-清洗法去外壳 |
| 4.3.1 制备流程 |
| 4.3.2 材料表征与电化学性能测试 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 高温热解法去外壳 |
| 4.4.1 制备流程 |
| 4.4.2 材料表征与性能测试 |
| 4.4.3 实验结果与讨论 |
| 4.5 其它类型电极的制备与性能比较 |
| 4.5.1 电极制备 |
| 4.5.2 性能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介和在读期间获得的学术成果 |
（4）基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器 |
| 1.2.1 超级电容器储能原理概述 |
| 1.2.2 超级电容器组成与结构 |
| 1.2.3 超级电容器特点与面临的问题 |
| 1.3 碱金属离子电池 |
| 1.3.1 锂离子电池 |
| 1.3.2 钠离子电池 |
| 1.4 离子电容器 |
| 1.4.1 碱金属离子电容器的发展 |
| 1.4.2 离子电容器组成与工作机理 |
| 1.4.3 离子电容器分类 |
| 1.4.4 离子电容器的优势 |
| 1.4.5 离子电容器的问题 |
| 1.5 超级电容器电极材料概述 |
| 1.5.1 导电聚合物电极 |
| 1.5.2 金属氧化物电极 |
| 1.5.3 碳基材料电极 |
| 1.6 碱金属离子电池负极材料概述 |
| 1.6.1 过渡金属硫化物、硒化物和氮化物 |
| 1.6.2 Ti/Nb基化合物 |
| 1.6.3 有机材料 |
| 1.6.4 MXenes材料 |
| 1.6.5 NASICON材料 |
| 1.6.6 碳材料 |
| 1.7 膜技术介绍 |
| 1.7.1 膜制备方法 |
| 1.7.2 膜材料 |
| 1.7.3 碳膜及其应用 |
| 1.8 课题提出 |
| 1.9 研究内容 |
| 第二章 3D多级纳米孔柔性“电极膜”构建及其超级电容器储能性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 3D多级纳米孔柔性电极膜构建 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 仪器设备 |
| 2.2.3 电极膜制备 |
| 2.2.4 电极膜电化学测试 |
| 2.2.5 软包全固态超级电容器组装与测试 |
| 2.3 3D纳米多级孔柔性电极膜形貌及微结构 |
| 2.4 3D多级纳米孔柔性电极膜电化学性能 |
| 2.4.1 超级电容器三电极体系 |
| 2.4.2 超级电容器两电极体系 |
| 2.4.3 柔性软包全固态超级电容器性能 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 3D多级纳米孔柔性“电极膜”构建与设计及其锂/钠储能性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 3D纳米多级孔互穿网络结构柔性电极膜构建 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.2.3 互穿网络结构电极膜制备 |
| 3.2.4 锂/钠离子电池组装与测试 |
| 3.3 3D纳米多级孔互穿网络结构柔性电极膜形貌及微结构 |
| 3.4 3D多级纳米孔互穿网络结构柔性电极膜储能性能 |
| 3.4.1 电极膜储锂性能 |
| 3.4.2 电极膜储钠性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 “前修饰”构建3D网状结构多级共混碳基复合电极膜及其储锂性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多级共混碳基复合电极膜制备 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 仪器设备 |
| 4.2.3 碳基复合电极膜制备 |
| 4.2.4 锂离子电池组装与测试 |
| 4.3 碳基复合电极膜形貌及微结构 |
| 4.4 碳基复合电极膜储能性能 |
| 4.5 有效利用率评价 |
| 4.5.1 纳米硅有效利用率评价 |
| 4.5.2 碳基复合电极膜有效利用率评价 |
| 4.6 碳基复合电极膜循环后结构稳定性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 SnS_2纳米花“后修饰”电极膜3D互穿网络结构及其锂/钠储能性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “后修饰”构建SnS_2-CM复合电极膜 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 仪器设备 |
| 5.2.3 SnS_2-CM复合电极膜制备 |
| 5.2.4 锂/钠离子电池组装与测试 |
| 5.3 SnS_2-CM复合电极膜形貌及微结构 |
| 5.4 SnS_2-CM复合电极膜储能性能和储能表现 |
| 5.4.1 锂离子电池体系储能性能 |
| 5.4.2 钠离子电池体系储能性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 网状MoS_2纳米片“后修饰”构建复合电极膜及其储钠性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 “后修饰”构建CM@MoS_2复合电极膜 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 仪器设备 |
| 6.2.3 CM@MoS_2复合电极膜制备 |
| 6.2.4 钠离子电池组装与测试 |
| 6.2.5 钠离子电容器组装与测试 |
| 6.3 CM@MoS_2复合电极膜形貌及微结构 |
| 6.4 CM@MoS_2复合电极膜钠离子电池储能性能 |
| 6.5 CM@MoS_2//AC钠离子电容器储能性能 |
| 6.5.1 AC电极储钠性能 |
| 6.5.2 CM@MoS_2//AC钠离子电容器储能性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（5）钠金属负极界面研究及保护策略（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1钠离子电池的发展 |
| 1.2 典型钠离子电池负极材料的简介 |
| 1.2.1 嵌插类材料 |
| 1.2.2 转换型材料 |
| 1.2.3 合金材料 |
| 1.3 钠金属负极的现状 |
| 1.3.1 钠金属负极简介 |
| 1.3.2 钠金属负极的问题 |
| 1.4 本文的背景以及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 钠金属电池高性能醚类电解液的开发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 电极及电解液材料的来源与制备 |
| 2.2.2 物性表征 |
| 2.2.3 电化学测试 |
| 2.2.4 磷酸钒钠全电池的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 NaBF4与醚类溶剂的组合与电化学测试 |
| 2.3.2 改变醚类溶剂种类对钠金属负极电化学性能的影响 |
| 2.3.3 改变醚类溶剂种类对钠金属负极沉积形貌的影响 |
| 2.3.4 NaBF4/G2电解液中钠金属负极SEI界面表征 |
| 2.3.5 全电池性能的测试结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高性能钠金属电池碳酸酯电解液的开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 电解液材料来源 |
| 3.2.2 物性表征 |
| 3.2.3 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 添加剂的筛选 |
| 3.3.2 NaAsF_6用量的筛选 |
| 3.3.3 NaAsF_6添加剂对电解液电化学性能的表征 |
| 3.3.4 NaAsF_6添加剂对钠金属负极形貌的影响 |
| 3.3.5 NaAsF_6添加剂机理的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 可移植保护膜的设计用于钠金属负极 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 可移植人造保护膜的制备 |
| 4.2.2 Na_(0.6)MnO_2正极的制备 |
| 4.2.3 电化学表征 |
| 4.2.4 物性表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 可移植保护膜的制备与组分筛选 |
| 4.3.2 可移植人造保护膜的表征与电化学测试 |
| 4.3.3 可移植人造保护膜对于钠金属形貌的影响 |
| 4.3.4 可移植人造保护膜对于全电池性能的影响 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于结构负极设计用于钠金属电池 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 T_3C_2T_xMXene材料的制备 |
| 5.2.2 制备氧化石墨烯分散液 |
| 5.2.3 制备GO/MXene,GO以及超薄GO/MXene |
| 5.2.4 制备Na@rGO,Na@rGO/MXene电极 |
| 5.2.5 制备磷酸钒钠正极材料 |
| 5.2.6 电化学测试 |
| 5.2.7 物性表征 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 Na@rGO/MXene结构负极的制备 |
| 5.3.2 GO与MXene比例的筛选 |
| 5.3.3 GO/MXene,rGO/MXene以及Na@rGO/MXene的表征 |
| 5.3.4 Na@rGO/MXene电极的电化学测试 |
| 5.3.5 Na@rGO/MXene电极电化学循环中的结构变化 |
| 5.3.6 NVP‖Na@rGO/MXene全电池性能的研究 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（6）稻壳基多孔碳负极材料的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的结构及其工作原理 |
| 1.3 锂离子电池碳负极材料 |
| 1.3.1 石墨类碳材料 |
| 1.3.2 无定形碳材料 |
| 1.4 生物质基碳材料 |
| 1.4.1 稻壳基碳材料 |
| 1.5 本文的研究内容及选题意义 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验药品和仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 物理性质表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 拉曼光谱分析 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜 |
| 2.2.4 透射电子显微镜 |
| 2.2.5 能谱分析 |
| 2.2.6 比表面积和孔径分布分析 |
| 2.3 电极的制备及组装 |
| 2.3.1 电极的制备 |
| 2.3.2 电池的组装 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 循环及倍率充放电测试 |
| 2.4.2 循环伏安测试 |
| 2.4.3 阻抗谱图测试 |
| 第3章 稻壳基多孔碳的制备及电化学性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 稻壳基多孔碳材料的制备方法 |
| 3.2.2 稻壳基多孔碳材料的合成机理 |
| 3.3 K_2CO_3活化剂比例对稻壳基多孔碳材料性能的影响 |
| 3.3.1 X射线衍射与拉曼光谱分析 |
| 3.3.2 扫描电子显微镜分析 |
| 3.3.3 透射电子显微镜分析 |
| 3.3.4 比表面积和孔径分析 |
| 3.3.5 电化学性能分析 |
| 3.4 不同方法制备稻壳多孔碳材料的性能影响 |
| 3.4.1 X射线衍射和拉曼光谱分析 |
| 3.4.2 扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析 |
| 3.4.3 比表面积和孔径分析 |
| 3.4.4 电化学性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 稻壳木质素基多孔碳材料的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 稻壳木质素基多孔碳材料的制备方法 |
| 4.2.2 稻壳木质素基多孔碳材料的合成机理 |
| 4.3 K_2CO_3活化剂比例对稻壳木质素基多孔碳材料性能的影响 |
| 4.3.1 X射线衍射与拉曼光谱分析 |
| 4.3.2 扫描电子显微镜分析 |
| 4.3.3 透射电子显微镜分析 |
| 4.3.4 比表面积和孔径分析 |
| 4.3.5 电化学性能分析 |
| 4.4 不同煅烧时间对稻壳木质素基多孔碳材料性能的影响 |
| 4.4.1 X射线衍射与拉曼光谱分析 |
| 4.4.2 扫描电子显微镜与透射电子显微镜分析 |
| 4.4.3 比表面积和孔径分析 |
| 4.4.4 电化学性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多孔碳材料的氮、硫元素掺杂及电化学性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 X射线衍射与拉曼光谱分析 |
| 5.2.2 扫描电子显微镜分析 |
| 5.2.3 透射电子显微镜分析 |
| 5.2.4 电化学性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（7）碳基纳米负极材料的制备及其在锂/钾离子电池中的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂/钾离子电池概述 |
| 1.3 锂/钾离子电池碳基纳米负极材料的研究进展 |
| 1.3.1 碳作为保护材料 |
| 1.3.2 碳作为负载材料 |
| 1.3.3 碳作为电极材料 |
| 1.4 论文选题依据及具体研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 具体内容 |
| 第二章 材料表征方法及电池的组装与测试 |
| 2.1 材料表征 |
| 2.1.1 X射线衍射 |
| 2.1.2 透射电子显微镜 |
| 2.1.3 扫描电子显微镜 |
| 2.1.4 X射线光电子能谱 |
| 2.1.5 N_2吸脱附测试 |
| 2.1.6 热重分析 |
| 2.2 电池的组装与测试 |
| 2.2.1 电池的组装 |
| 2.2.2 恒电流充放电测试 |
| 2.2.3 循环伏安测试 |
| 2.2.4 交流阻抗测试 |
| 第三章 石榴状碳包覆过渡金属氧化物纳米簇在锂离子电池中的性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验中使用的主要化学试剂 |
| 3.2.2 表征仪器 |
| 3.2.3 过渡金属氢氧化物/PAA-NH_4纳米球(NSs)的合成 |
| 3.2.4 石榴状TMO@N-C NCs的合成 |
| 3.2.5 α-Fe_2O_3 NSs的合成 |
| 3.2.6 核壳Fe_3O_4@N-C NSs的合成 |
| 3.2.7 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 合成思路 |
| 3.3.2 石榴状Fe_3O_4@N-C NCs的合成及表征 |
| 3.3.3 石榴状Fe_3O_4@N-C NCs的电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 红磷/分级微介孔碳复合纳米球的储锂性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验中使用的主要化学试剂 |
| 4.2.2 表征仪器 |
| 4.2.3 PAA-Ca纳米球(NSs)的合成 |
| 4.2.4 分级微介孔碳纳米球(HHPCNSs)的合成 |
| 4.2.5 HHPNCSs/P复合物的合成 |
| 4.2.6 HHPNCSs/P混合物的合成 |
| 4.2.7 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 研究思路 |
| 4.3.2 HHPCNSs/P复合物的合成及表征 |
| 4.3.3 HHPCNSs/P复合物的电化学性能研究 |
| 4.3.4 HHPCNSs/P复合物的机理讨论 |
| 4.3.5 HHPCNSs/P复合物的全电池性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 有序微孔碳纳米球应用于钾离子电池 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验中使用的主要化学试剂 |
| 5.2.2 表征仪器 |
| 5.2.3 PAA-Zn纳米球(NSs)的合成 |
| 5.2.4 有序微孔碳纳米球(OMCNSs)的合成 |
| 5.2.5 普鲁士蓝(KPB)纳米粒子的合成 |
| 5.2.6 电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 研究思路 |
| 5.3.2 OMCNSs纳米粒子的合成及表征 |
| 5.3.3 OMCNSs的电化学性能研究 |
| 5.3.4 OMCNSs的全电池性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 超小空心碳纳米球的制备及其储钾性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验中使用的主要化学试剂 |
| 6.2.2 表征仪器 |
| 6.2.3 PAA纳米球的合成 |
| 6.2.4 石榴状Mn O@C纳米球的合成 |
| 6.2.5 HNPCNCs纳米粒子的合成 |
| 6.2.6 空心纳米碳球(HCNSs)的合成 |
| 6.2.7 普鲁士蓝(KPB)纳米粒子的合成 |
| 6.2.8 电化学测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 合成思路 |
| 6.3.2 HNPCNCs纳米粒子的合成及表征 |
| 6.3.3 HNPCNCs的电化学性能研究 |
| 6.3.4 HNPCNCs的储钾机理讨论 |
| 6.3.5 HNPCNCs的全电池性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 论文总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间已(待)公开发表论文及着作情况 |
（8）硅碳复合负极材料的制备与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 锂离子电池中硅碳负极材料的概述 |
| 1.2.1 锂离子电池硅负极材料的发展机遇 |
| 1.2.2 硅碳负极材料在锂离子电池硅负极材料发展中的机遇与挑战 |
| 1.2.3 硅碳负极材料的制备与改性 |
| 1.3 等离子体技术在硅碳负极材料中的应用 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 1.5 本论文研究思路及创新 |
| 第二章 实验方法及材料表征 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.2 实验材料及仪器 |
| 2.2.1 研究所用材料与试剂 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 材料表征方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 激光拉曼光谱 |
| 2.3.5 等离子体发射光谱测试 |
| 2.4 电池组装及电化学性能测试 |
| 第三章 制备高质量层状Si/C复合负极的等离子体策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 硅碳复合负极材料的制备 |
| 3.2.2 相关材料表征 |
| 3.2.3 电池组装与电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 硅碳复合负极材料的形貌表征分析 |
| 3.3.2 氩气和氢气混合等离子体光谱分析 |
| 3.3.3 硅碳复合负极材料的结构表征分析 |
| 3.3.4 硅碳复合负极材料的电化学性能分析 |
| 3.3.5 硅碳复合负极材料充放电循环前后形貌对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氮等离子体掺杂碳膜制备高质量层状Si/C复合负极 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 0-C/Si/PMN的制备 |
| 4.2.2 t-C/Si/PMN的制备 |
| 4.2.3 相关材料表征 |
| 4.2.4 电池组装与电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 层状Si/C复合负极的形貌表征分析 |
| 4.3.2 层状Si/C复合负极的成分结构分析 |
| 4.3.3 层状Si/C复合负极的电化学性能分析 |
| 4.3.4 层状Si/C复合负极在充放电循环前后的形貌对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 富含缺陷的二氧化钛包覆硅基复合材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 二氧化钛包覆硅基材料的制备 |
| 5.2.2 富含缺陷的二氧化钛包覆硅基材料的制备 |
| 5.2.3 复合材料材料表征 |
| 5.2.4 电池组装与电化学性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 氧化硅与氧化钛的形貌结构表征分析 |
| 5.3.2 氧化硅与氧化钛复合材料的电化学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（9）碳材料的光学性能与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 碳点的概述 |
| 1.2.1 碳点的化学结构 |
| 1.2.2 荧光碳点(CDs)的合成 |
| 1.2.3 荧光碳点(CDs)的表面修饰/钝化/改性 |
| 1.2.4 荧光碳点(CDs)的光学性质 |
| 1.3 碳材料的电化学性质 |
| 1.3.1 锂离子电池 |
| 1.3.2 负极材料 |
| 1.4 碳材料的应用 |
| 1.4.1 碳点在光催化中的应用 |
| 1.4.2 碳点在生物成像方面的应用 |
| 1.4.3 碳材料在电化学性能领域的应用 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 第二章 实验仪器及方法 |
| 2.1 分析所用仪器 |
| 2.1.1 扫描电子显微镜 |
| 2.1.2 透射电子显微镜 |
| 2.1.3 能量色散光谱 |
| 2.1.4 X射线衍射分析 |
| 2.1.5 拉曼光谱仪 |
| 2.1.6 傅里叶红外光谱仪 |
| 2.1.7 热重差热分析仪 |
| 2.2 量子产率的测试 |
| 2.3 电化学性能检测方法 |
| 第三章 荧光碳点的制备及光学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 水热法制备CDs |
| 3.2.4 水热法制备N-CDs |
| 3.2.5 水热法制备非金属元素共掺杂CDs |
| 3.2.6 水热法制备红光N-CDs |
| 3.3 结论与分析 |
| 3.3.1 荧光碳点的光学性质 |
| 3.3.2 红色荧光碳点的结构和形貌表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 葡萄糖水热碳化锂电负极的制备与电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.2.3 电池电极材料的制备 |
| 4.2.4 扣式电池的组装 |
| 4.3 结论与分析 |
| 4.3.1 结构和形貌表征 |
| 4.3.2 电化学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）钾离子电池碳基负极材料的制备及电化学性能的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 钾离子电池正极材料 |
| 2.1.1 钾基层状过渡金属氧化物正极材料 |
| 2.1.2 普鲁士蓝及其类似物正极材料 |
| 2.1.3 聚阴离子化合物正极材料 |
| 2.1.4 其他正极材料 |
| 2.2 钾离子电池负极材料 |
| 2.2.1 碳负极材料 |
| 2.2.2 钛基负极材料 |
| 2.2.3 合金类负极材料 |
| 2.2.4 其他负极材料 |
| 2.3 钾离子电池电解质和粘结剂材料 |
| 2.3.1 电解质 |
| 2.3.2 粘结剂材料 |
| 2.4 本课题的主要研究内容 |
| 3 实验材料与表征测试方法 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 实验所需材料 |
| 3.1.2 实验所需仪器设备 |
| 3.2 材料主要的表征方法 |
| 3.2.1 X射线衍射(XRD)测试 |
| 3.2.2 拉曼(Raman)测试 |
| 3.2.3 热重分析(TGA)测试 |
| 3.2.4 差示扫描量热法(DSC)测试 |
| 3.2.5 N_2吸脱附测试 |
| 3.2.6 X射线光电子能谱(XPS)测试 |
| 3.2.7 扫描电子显微镜(SEM)测试 |
| 3.2.8 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)测试 |
| 3.3 电池的装配 |
| 3.3.1 电池极片的制备 |
| 3.3.2 2032扣式电池的装配 |
| 3.3.3 三电极电池的装配 |
| 3.4 电化学性能测试 |
| 3.4.1 恒电流充放电(GCD)测试 |
| 3.4.2 循环伏安(CV)测试 |
| 3.4.3 电化学交流阻抗(EIS)测试 |
| 4 稻壳基硬碳负极材料的制备及储钾性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稻壳基硬碳负极材料的制备 |
| 4.2.1 稻壳的热重分析 |
| 4.2.2 稻壳基硬碳负极材料的制备过程 |
| 4.3 稻壳基硬碳负极材料的形貌及结构表征 |
| 4.3.1 稻壳基硬碳负极材料的形貌表征 |
| 4.3.2 稻壳基硬碳负极材料的结构表征 |
| 4.4 稻壳基硬碳负极材料的电化学性能测试 |
| 4.4.1 稻壳基硬碳负极材料的储钾性能 |
| 4.4.2 稻壳基硬碳负极材料的储钾动力学分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 低成本高倍率多孔碳负极材料的制备及储钾性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多孔碳负极材料的的制备 |
| 5.2.1 前驱体的热重分析 |
| 5.2.2 多孔碳的制备过程 |
| 5.3 多孔碳负极材料的形貌及结构表征 |
| 5.3.1 多孔碳负极材料的形貌表征 |
| 5.3.2 多孔碳负极材料的结构表征 |
| 5.4 多孔碳负极材料的电化学性能测试 |
| 5.4.1 多孔碳负极材料的储钾性能 |
| 5.4.2 多孔碳负极材料的储钾机制及动力学分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Fe_xP/C复合材料的制备及储钾性能的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 FeP/C复合材料的制备 |
| 6.3 FeP/C复合材料的结构及形貌表征 |
| 6.3.1 FeP/C复合材料的结构表征 |
| 6.3.2 FeP/C复合材料的形貌表征 |
| 6.4 FeP/C复合材料的电化学性能测试 |
| 6.4.1 FeP/C复合材料的储钾性能 |
| 6.4.2 FeP/C复合材料的储钾动力学分析 |
| 6.5 Fe_2P/C复合材料的制备和电化学性能测试 |
| 6.5.1 Fe_2P/C复合材料的制备和表征 |
| 6.5.2 Fe_2P/C复合材料的电化学性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 商用硬碳负极材料的储锂/钠/钾性能和SEI膜的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 商用硬碳负极材料的形貌及结构表征 |
| 7.3 商用硬碳负极材料的电化学性能测试 |
| 7.4 商用硬碳负极材料表面SEI膜研究 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、锂离子电池碳负极材料的研究(1)——镀膜对碳材料电化学性能的改善（论文参考文献）
- [1]多孔碳材料的制备及其储能性能研究[D]. 彭辰波. 河北工程大学, 2021(08)
- [2]石墨相氮化碳演变高氮掺杂碳材料及其锂/钠离子存储性能[D]. 唐义骅. 天津理工大学, 2021(08)
- [3]钾离子电池石墨烯基负极材料制备及其储钾机理研究[D]. 王键. 安庆师范大学, 2021(12)
- [4]基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究[D]. 刘昊. 天津工业大学, 2021(01)
- [5]钠金属负极界面研究及保护策略[D]. 王世洋. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]稻壳基多孔碳负极材料的制备及电化学性能研究[D]. 王金阳. 吉林大学, 2021(01)
- [7]碳基纳米负极材料的制备及其在锂/钾离子电池中的性能研究[D]. 刘炳求. 东北师范大学, 2021(09)
- [8]硅碳复合负极材料的制备与电化学性能研究[D]. 张子栋. 电子科技大学, 2021(01)
- [9]碳材料的光学性能与电化学性能研究[D]. 王军顺. 天津理工大学, 2021(08)
- [10]钾离子电池碳基负极材料的制备及电化学性能的研究[D]. 李文挺. 北京科技大学, 2021(02)