论文摘要
锂离子电池是当代最主要的储能器件之一。随着时代发展,人们对其容量以及能量密度要求逐渐增高,随之电池的安全问题以及锂资源匮乏问题相继出现。本论文针对上述问题,主要以PEO复合隔膜和钠离子生物碳负极材料为研究对象。研究了复合隔膜的结构及其电化学性能,探讨了生物碳材料的结构和储钠性能。主要研究内容如下:本文以聚氧化乙烯(PEO)和氧化铝(Al2O3)为原料,利用涂膜法制备出系列PEO-Al2O3复合隔膜。探索了Al2O3添加量对PEO-Al2O3复合隔膜的性能影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、热重分析(TG)及燃烧实验法对复合隔膜的形貌、元素分布、相组成、表面化学状态和热稳定性进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、电化学交流阻抗法(EIS)、孔隙率和吸液率实验考察了复合隔膜的电化学窗口、离子电导率、孔隙率和吸液率。实验结果显示,PEO-Al2O3-90复合隔膜具有最高的离子电导率(1.21×10-3S/cm)、最大的吸液率(260%)、较好的热稳定性、较高的孔隙率(47%)以及较宽的电化学窗口(04.8 V)。通过组装电池发现,PEO-Al2O3-90复合隔膜电池在电流密度为0.1 C时,其表现出较高的放电比容量,优异的循环稳定性以及较强的安全性。以酵母为生物模板和绿色碳源,分别在900 oC、1100oC和1300oC条件下对酵母高温热解,获得了尺寸和形貌高度均匀的碳微球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)对所得碳微球的物相组成、形貌、比表面积进行表征,并探讨了不同热解温度对其电化学性能的影响。结果表明,1100oC热解所得酵母碳材料展示出较高的可逆储钠比容量(205 mAh/g,0.1 C=20 mA/g)和优异的循环稳定性(循环100次后容量保持为186 mAh/g)。这主要是因为1100 oC热解所得到的碳微球材料具有适宜的石墨层间距(0.361 nm)、缺陷和孔结构以及较小的比表面积(72 m2/g),从而有利于促进钠离子脱嵌和提升电池的首次库伦效率。由此可见,利用生物模板法合成酵母碳微球的策略不仅可以实现生物材料绿色高效利用,同时也为钠离子电池提供了一种极具潜力的碳负极材料。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 王佳
导师: 张文魁,夏阳
关键词: 聚氧化乙烯,氧化铝,隔膜,锂离子电池,酵母,生物模板法,碳负极,钠离子电池,电化学性能
来源: 浙江工业大学
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑
专业: 无机化工,材料科学,工业通用技术及设备,电力工业
单位: 浙江工业大学
分类号: TB383.2;TQ127.11;TM912
总页数: 82
文件大小: 5375K
下载量: 158
相关论文文献
- [1].利用蛋白藻类制备生物碳及其电化学性能研究[J]. 山东化工 2020(13)
- [2].植酸掺杂聚吡咯制备及电化学性能[J]. 工程塑料应用 2020(07)
- [3].灰分对玉米芯基活性炭电化学性能的影响[J]. 现代化工 2020(05)
- [4].不锈钢阳极氧化制备电极材料及其电化学性能[J]. 微纳电子技术 2020(09)
- [5].载铂钴酸镧的制备与电化学性能[J]. 材料科学与工程学报 2016(06)
- [6].气氛对钼酸铵分解的影响及产物的电化学性能[J]. 陕西科技大学学报 2017(03)
- [7].硅烷热解制备纳米硅及电化学性能研究[J]. 化工新型材料 2017(06)
- [8].储氢合金电化学性能影响因素的研究进展[J]. 金属功能材料 2009(05)
- [9].时效时间对ZA35-1.35Si-0.3Zr合金组织及电化学性能的影响[J]. 兵器材料科学与工程 2020(01)
- [10].石墨烯复合负极材料的制备及电化学性能研究[J]. 应用化工 2020(02)
- [11].镍锰酸锂形貌与电化学性能的研究[J]. 化工新型材料 2015(03)
- [12].元素镓、锡、铋对牺牲阳极电化学性能的影响[J]. 腐蚀与防护 2013(09)
- [13].Ga和Bi对Al-Zn-Sn牺牲阳极电化学性能的影响(英文)[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2011(07)
- [14].添加钙对氢氧化镍结构和电化学性能的影响[J]. 科技情报开发与经济 2008(35)
- [15].常压水解-离子交换法制备TiO_2负极材料及其电化学性能研究[J]. 人工晶体学报 2020(06)
- [16].CC/MnO_2/LiMn_2O_4复合材料的制备及其电化学性能研究[J]. 精细化工中间体 2018(05)
- [17].Mg-Co复合掺杂对LiFePO_4电化学性能的影响(英文)[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012(S1)
- [18].LiFePO_4/MWNTs/BC复合材料的制备及电化学性能[J]. 热加工工艺 2012(24)
- [19].温度对磷酸钛介孔材料的制备及电化学性能的影响[J]. 湖南科技学院学报 2009(08)
- [20].氮化硼复合石墨毡及其氧还原电极的电化学性能研究[J]. 成都大学学报(自然科学版) 2020(01)
- [21].花状碳酸锰的制备及其电化学性能表征[J]. 广州化工 2020(07)
- [22].活性炭/硫复合材料的制备及电化学性能研究[J]. 化工新型材料 2020(05)
- [23].具有三维离子迁移通道的共混凝胶聚合物电解质及其电化学性能[J]. 高分子材料科学与工程 2019(10)
- [24].锡碳复合材料的制备及其电化学性能研究[J]. 科技风 2018(06)
- [25].聚苯胺/碳球复合材料的制备及其电化学性能研究[J]. 海峡科技与产业 2016(12)
- [26].镁、锆离子掺杂磷酸铁锂的制备及其电化学性能[J]. 武汉工程大学学报 2017(05)
- [27].磁场作用下煤系针状焦的制备与电化学性能[J]. 北京科技大学学报 2013(01)
- [28].锗对Ni/Co电池负极材料链状Co-P电化学性能的影响(英文)[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013(07)
- [29].硫在不同碳载体材料中的电化学性能研究[J]. 电化学 2019(06)
- [30].太西煤基新型功能炭材料的制备及其电化学性能[J]. 煤炭转化 2020(02)
标签:聚氧化乙烯论文; 氧化铝论文; 隔膜论文; 锂离子电池论文; 酵母论文; 生物模板法论文; 碳负极论文; 钠离子电池论文; 电化学性能论文;