本文主要研究内容
作者戚秀君（2019）在《杂原子掺杂碳材料的制备及其电化学性能研究》一文中研究指出：锂离子电池由于其质轻、高能量密度及长循环寿命等优势在便携式电子设备（手机、相机等）和新能源汽车相关领域大放异彩。然而地壳中稀缺的锂资源及其不均衡的分布严重制约了锂离子电池的大规模应用,因此亟需寻找储量丰富兼具高能量密度的新电池体系。其中与锂同主族的钾元素由于储量丰富、价格低廉等优点而备受研究人员关注。另外钾拥有更低的标准电极电势使钾离子电池具备更宽的电压窗口,并且K+的路易斯酸性较弱能够形成更小的溶剂化半径,从而使K+表现出更大的扩散速率。上述优势使钾离子电池有望成为锂离子电池的重要替代品。碳材料由于导电性好、易于化学修饰和结构可调等特点而成为离子电池中最主要的负极材料。目前人们已证实石墨可以应用于钾离子电池,而且其理论容量可达279 mAh g-1。但是尺寸半径较大的钾离子在反复插/脱嵌过程中会引起材料体积膨胀,导致容量衰减。异质原子（N、S、P和B等）掺杂是一种有效改善碳材料作为钾离子电池负极的常用方法。这主要由于异质原子引入后可在碳晶格中产生更多的缺陷位点,提高材料的导电性,从而显著提升其电化学性能。然而迄今为止关于杂原子掺杂碳材料的合成步骤依然较为繁琐甚至有毒,因此探索相对简单的、绿色环保的合成方法对储钾碳负极材料的进一步发展尤为重要。本文旨在探索简易且高效的新型纳米级碳材料的合成方法,并探究其作为钾离子电池负极材料的电化学性能。具体工作内容总结如下:（1）通过一种简易可行的高温固相法制备得到氮掺杂三维多孔碳材料,以聚丙烯酸钠为碳源,氯化铵为氮源,反应过程中原位形成氯化钠模板,经水洗后得到多孔结构。样品较大的比表面积和较高的氮含量引入的大量缺陷有助于电解液的充分渗透,缩短离子扩散路径,最终改善电池的循环和倍率性能。（2）以聚丙烯酸钠为碳源,硫脲为氮源和硫源,氯化钠为模板,通过简便的高温固相法合成了氮硫共掺杂多孔碳材料。氮硫掺杂带来的协同效应可以使材料的层间距增大,引起电荷密度与自旋密度的重新分配,进而提高碳材料的导电活性,最后使材料呈现出良好的储钾性能。（3）采用简单高效的球磨法直接制备得到磷碳复合物,并且表现出优异的储钾性能。长时间的球磨使得红磷的颗粒尺寸变小并且均匀地分布在碳纳米管的导电骨架中。另外磷碳复合物中稳定存在的P-C和P-O-C键,强烈的化学键合作用能够使红磷和碳纳米管保持紧密的电接触,有助于缓解磷在充放电过程中产生剧烈的体积膨胀引起结构坍塌,提高了结构的整体稳定性,并最终改善电池的充放电性能。
Abstract
li li zi dian chi you yu ji zhi qing 、gao neng liang mi du ji chang xun huan shou ming deng you shi zai bian xie shi dian zi she bei （shou ji 、xiang ji deng ）he xin neng yuan qi che xiang guan ling yu da fang yi cai 。ran er de ke zhong xi que de li zi yuan ji ji bu jun heng de fen bu yan chong zhi yao le li li zi dian chi de da gui mo ying yong ,yin ci ji xu xun zhao chu liang feng fu jian ju gao neng liang mi du de xin dian chi ti ji 。ji zhong yu li tong zhu zu de jia yuan su you yu chu liang feng fu 、jia ge di lian deng you dian er bei shou yan jiu ren yuan guan zhu 。ling wai jia yong you geng di de biao zhun dian ji dian shi shi jia li zi dian chi ju bei geng kuan de dian ya chuang kou ,bing ju K+de lu yi si suan xing jiao ruo neng gou xing cheng geng xiao de rong ji hua ban jing ,cong er shi K+biao xian chu geng da de kuo san su lv 。shang shu you shi shi jia li zi dian chi you wang cheng wei li li zi dian chi de chong yao ti dai pin 。tan cai liao you yu dao dian xing hao 、yi yu hua xue xiu shi he jie gou ke diao deng te dian er cheng wei li zi dian chi zhong zui zhu yao de fu ji cai liao 。mu qian ren men yi zheng shi dan mo ke yi ying yong yu jia li zi dian chi ,er ju ji li lun rong liang ke da 279 mAh g-1。dan shi che cun ban jing jiao da de jia li zi zai fan fu cha /tuo qian guo cheng zhong hui yin qi cai liao ti ji peng zhang ,dao zhi rong liang cui jian 。yi zhi yuan zi （N、S、Phe Bdeng ）can za shi yi chong you xiao gai shan tan cai liao zuo wei jia li zi dian chi fu ji de chang yong fang fa 。zhe zhu yao you yu yi zhi yuan zi yin ru hou ke zai tan jing ge zhong chan sheng geng duo de que xian wei dian ,di gao cai liao de dao dian xing ,cong er xian zhe di sheng ji dian hua xue xing neng 。ran er qi jin wei zhi guan yu za yuan zi can za tan cai liao de ge cheng bu zhou yi ran jiao wei fan suo shen zhi you du ,yin ci tan suo xiang dui jian chan de 、lu se huan bao de ge cheng fang fa dui chu jia tan fu ji cai liao de jin yi bu fa zhan you wei chong yao 。ben wen zhi zai tan suo jian yi ju gao xiao de xin xing na mi ji tan cai liao de ge cheng fang fa ,bing tan jiu ji zuo wei jia li zi dian chi fu ji cai liao de dian hua xue xing neng 。ju ti gong zuo nei rong zong jie ru xia :（1）tong guo yi chong jian yi ke hang de gao wen gu xiang fa zhi bei de dao dan can za san wei duo kong tan cai liao ,yi ju bing xi suan na wei tan yuan ,lv hua an wei dan yuan ,fan ying guo cheng zhong yuan wei xing cheng lv hua na mo ban ,jing shui xi hou de dao duo kong jie gou 。yang pin jiao da de bi biao mian ji he jiao gao de dan han liang yin ru de da liang que xian you zhu yu dian jie ye de chong fen shen tou ,su duan li zi kuo san lu jing ,zui zhong gai shan dian chi de xun huan he bei lv xing neng 。（2）yi ju bing xi suan na wei tan yuan ,liu niao wei dan yuan he liu yuan ,lv hua na wei mo ban ,tong guo jian bian de gao wen gu xiang fa ge cheng le dan liu gong can za duo kong tan cai liao 。dan liu can za dai lai de xie tong xiao ying ke yi shi cai liao de ceng jian ju zeng da ,yin qi dian he mi du yu zi xuan mi du de chong xin fen pei ,jin er di gao tan cai liao de dao dian huo xing ,zui hou shi cai liao cheng xian chu liang hao de chu jia xing neng 。（3）cai yong jian chan gao xiao de qiu mo fa zhi jie zhi bei de dao lin tan fu ge wu ,bing ju biao xian chu you yi de chu jia xing neng 。chang shi jian de qiu mo shi de gong lin de ke li che cun bian xiao bing ju jun yun de fen bu zai tan na mi guan de dao dian gu jia zhong 。ling wai lin tan fu ge wu zhong wen ding cun zai de P-Che P-O-Cjian ,jiang lie de hua xue jian ge zuo yong neng gou shi gong lin he tan na mi guan bao chi jin mi de dian jie chu ,you zhu yu huan jie lin zai chong fang dian guo cheng zhong chan sheng ju lie de ti ji peng zhang yin qi jie gou tan ta ,di gao le jie gou de zheng ti wen ding xing ,bing zui zhong gai shan dian chi de chong fang dian xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国矿业大学的戚秀君，发表于刊物中国矿业大学2019-07-18论文，是一篇关于杂原子掺杂论文,碳材料论文,钾离子电池论文,电化学性能论文,中国矿业大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国矿业大学2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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