發(fā)布時間：2025-01-07 00:54

　　隨著社會不斷發(fā)展,對二次電池的需求與日俱增,由于鋰資源有限且開采過程污染環(huán)境,亟需尋找鋰離子電池的替代品。鉀鹽由于儲量豐富、價格低廉、環(huán)境友好等一系列優(yōu)勢引起人們的注意。同時與鋰鈉相比鉀具有更低的標(biāo)準(zhǔn)還原電位,這使得鉀離子電池具備更寬的電壓窗口,并且在多數(shù)電解液中K⁺具備更弱的路易斯酸性和更小的溶劑化半徑,使得K⁺在電解液中具有更大的擴(kuò)散速率。上述優(yōu)勢使得鉀離子電池逐漸成為儲能領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。然而K⁺半徑過大,反復(fù)插/脫嵌會引起體積膨脹和材料結(jié)構(gòu)破壞,且理論容量有限等問題嚴(yán)重制約著鉀離子電池的發(fā)展。碳材料具有導(dǎo)電性好、表面化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)點(diǎn),本論文基于模板界面誘導(dǎo)技術(shù)設(shè)計高容量、高倍率和長循環(huán)壽命的氮摻雜儲鉀碳負(fù)極材料。以喹啉作為碳源、氮源,以多孔無定形硅鋁為模板經(jīng)固體酸催化聚合耦合模板復(fù)制技術(shù)創(chuàng)制氮摻雜納米碳囊,其高氮含量（7.88 wt.%）提供額外儲鉀活性位點(diǎn),大層間距結(jié)構(gòu)可以有效緩解K⁺插/脫嵌過程中帶來的層間距變化,三維薄壁納米碳囊具有豐富孔道結(jié)構(gòu)可有效緩解體積膨脹,同時縮短K

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
緒論
1 鉀離子電池簡介
    1.1 鉀離子電池基本結(jié)構(gòu)及工作原理
    1.2 鉀離子電池負(fù)極研究進(jìn)展
        1.2.1 石墨類負(fù)極
        1.2.2 非石墨碳負(fù)極
        1.2.3 其他負(fù)極材料
    1.3 鉀離子電池正極研究進(jìn)展
        1.3.1 鐵氰化物正極
        1.3.2 聚陰離子化合物正極
        1.3.3 有機(jī)化合物正極
    1.4 鉀離子電池電解液與粘結(jié)劑
    1.5 選題依據(jù)和研究內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗儀器
    2.3 分析表征
        2.3.1 X射線衍射
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 拉曼光譜
        2.3.5 X射線光電子能譜
        2.3.6 氮?dú)馕锢砦�附脫附測試
    2.4 鉀離子電池電極的組裝方法
        2.4.1 負(fù)極電極片的制備
        2.4.2 扣式電池組裝方法
        2.4.3 循環(huán)伏安法
        2.4.4 循環(huán)與倍率性能
3 氮摻雜納米碳囊電極及其儲鉀性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 無定形硅鋁催化劑的制備
        3.2.2 氮摻雜納米碳囊的制備
        3.2.3 喹啉瀝青炭的制備
    3.3 結(jié)果討論
        3.3.1 氮摻雜納米碳囊的形貌與結(jié)構(gòu)
        3.3.2 氮摻雜納米碳囊的表面化學(xué)性質(zhì)
        3.3.3 氮摻雜納米碳囊電極儲鉀性能
        3.3.4 氮摻雜納米碳囊電極儲鉀動力學(xué)分析
        3.3.5 固體酸催化劑酸性結(jié)構(gòu)調(diào)控
        3.3.6 不同酸性條件下氮摻雜納米碳囊的結(jié)構(gòu)與組成
        3.3.7 氮摻雜納米碳囊的表面化學(xué)與組成
        3.3.8 氮摻雜納米碳囊儲鉀性能的優(yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
4 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)電極及其儲鉀性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)的制備
        4.2.2 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)制備方法
    4.3 結(jié)果討論
        4.3.1 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)的形貌
        4.3.2 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)的表面化學(xué)與組成
        4.3.4 炭質(zhì)珍珠質(zhì)普適性構(gòu)筑
        4.3.5 氮摻雜炭質(zhì)珍珠質(zhì)的儲鉀性能
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：4024251