杜梦奇:杂原子掺杂多孔碳材料的制备及其储锂性能研究论文

杜梦奇:杂原子掺杂多孔碳材料的制备及其储锂性能研究论文

本文主要研究内容

作者杜梦奇(2019)在《杂原子掺杂多孔碳材料的制备及其储锂性能研究》一文中研究指出:本论文以杂原子掺杂多孔碳为研究对象,通过简单、对环境无污染的方法制备了多种不同孔结构和不同杂原子掺杂的多孔碳材料,并通过多种结构表征和电化学表征研究其结构与电化学性能之间的联系。具体的研究内容如下:(1)以聚丙烯腈(PAN)为碳源,离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐([EMIm]N(CN)2)为氮掺杂剂,利用自牺牲模板法成功制备了氮掺杂多孔碳。研究了氮掺杂多孔碳中自牺牲模板、离子液体对多孔碳的形貌、氮掺杂程度和状态以及其电化学性能的影响。结果表明,在800℃碳化的氮掺杂多孔碳具有3.8wt%的氮含量,并且主要以吡咯氮和吡啶氮的形式存在。作为锂离子电池的负极材料,它具有优异的电化学性能。在电流密度为0.1C下首次充电容量可达到1074.5mAh g-1,循环50圈后人保持在714.6mAh g-1。此外,在1C的电流密度下,可逆容量可达到427mAh g-1。(2)以葡萄糖为碳源、离子液体1-乙基-3甲基咪唑硫酸氢盐([EMIm]HSO4)为氮硫共掺杂剂,利用盐模板法制备了氮硫共掺杂多孔碳。研究了不同碳化温度对制备的氮硫共掺杂多孔碳形貌、掺杂程度以及电化学性能的影响。结果表明,经800℃碳化的氮硫共掺杂多孔碳的氮含量和硫含量可分别达到2.32wt%和0.91wt%。电化学测试表明了800℃碳化的氮硫共掺杂多孔碳性能最佳。在电流密度为0.1A g-1下首次充电容量为1168.9mAh g-1,循环50圈后可逆容量保持在828.5mAh g-1。此外,在电流密度为1.5A g-1下循环1000圈后可逆容量仍达到了533mAh g-1。(3)基于上一章的研究,本章同样以葡萄糖为碳源、离子液体1-乙基-3甲基咪唑硫氢酸盐([EMIm]HSO4)为氮硫共掺杂剂,利用不同的盐模板制备了氮硫共掺杂分级多孔碳。并研究了不同碳化温度下对所制备的氮硫共掺杂分级多孔碳的形貌、掺杂程度以及电化学性能的影响并进一步研究了氮和硫原子对碳材料电荷储存模式的影响以及锂离子电池中电容行为对循环稳定性的影响。结果表明,经800℃碳化的氮硫共掺杂分级多孔碳的氮含量和硫含量可分别达到4.66 wt%和1.83 wt%。电化学性能测试表明了800℃下碳化的氮硫共掺杂分级多孔碳性能最佳。在电流密度为0.1A g-1下首次充电容量为1958.8mAh g-1,循环120圈后可逆容量保持在987.7mAh g-1。另外,在电流密度为5 A g-1下循环5000圈,比容量依然保持在337.5 mAh g-1。

Abstract

ben lun wen yi za yuan zi can za duo kong tan wei yan jiu dui xiang ,tong guo jian chan 、dui huan jing mo wu ran de fang fa zhi bei le duo chong bu tong kong jie gou he bu tong za yuan zi can za de duo kong tan cai liao ,bing tong guo duo chong jie gou biao zheng he dian hua xue biao zheng yan jiu ji jie gou yu dian hua xue xing neng zhi jian de lian ji 。ju ti de yan jiu nei rong ru xia :(1)yi ju bing xi jing (PAN)wei tan yuan ,li zi ye ti 1-yi ji -3-jia ji mi zuo er jing an yan ([EMIm]N(CN)2)wei dan can za ji ,li yong zi xi sheng mo ban fa cheng gong zhi bei le dan can za duo kong tan 。yan jiu le dan can za duo kong tan zhong zi xi sheng mo ban 、li zi ye ti dui duo kong tan de xing mao 、dan can za cheng du he zhuang tai yi ji ji dian hua xue xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming ,zai 800℃tan hua de dan can za duo kong tan ju you 3.8wt%de dan han liang ,bing ju zhu yao yi bi ge dan he bi ding dan de xing shi cun zai 。zuo wei li li zi dian chi de fu ji cai liao ,ta ju you you yi de dian hua xue xing neng 。zai dian liu mi du wei 0.1Cxia shou ci chong dian rong liang ke da dao 1074.5mAh g-1,xun huan 50juan hou ren bao chi zai 714.6mAh g-1。ci wai ,zai 1Cde dian liu mi du xia ,ke ni rong liang ke da dao 427mAh g-1。(2)yi pu tao tang wei tan yuan 、li zi ye ti 1-yi ji -3jia ji mi zuo liu suan qing yan ([EMIm]HSO4)wei dan liu gong can za ji ,li yong yan mo ban fa zhi bei le dan liu gong can za duo kong tan 。yan jiu le bu tong tan hua wen du dui zhi bei de dan liu gong can za duo kong tan xing mao 、can za cheng du yi ji dian hua xue xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming ,jing 800℃tan hua de dan liu gong can za duo kong tan de dan han liang he liu han liang ke fen bie da dao 2.32wt%he 0.91wt%。dian hua xue ce shi biao ming le 800℃tan hua de dan liu gong can za duo kong tan xing neng zui jia 。zai dian liu mi du wei 0.1A g-1xia shou ci chong dian rong liang wei 1168.9mAh g-1,xun huan 50juan hou ke ni rong liang bao chi zai 828.5mAh g-1。ci wai ,zai dian liu mi du wei 1.5A g-1xia xun huan 1000juan hou ke ni rong liang reng da dao le 533mAh g-1。(3)ji yu shang yi zhang de yan jiu ,ben zhang tong yang yi pu tao tang wei tan yuan 、li zi ye ti 1-yi ji -3jia ji mi zuo liu qing suan yan ([EMIm]HSO4)wei dan liu gong can za ji ,li yong bu tong de yan mo ban zhi bei le dan liu gong can za fen ji duo kong tan 。bing yan jiu le bu tong tan hua wen du xia dui suo zhi bei de dan liu gong can za fen ji duo kong tan de xing mao 、can za cheng du yi ji dian hua xue xing neng de ying xiang bing jin yi bu yan jiu le dan he liu yuan zi dui tan cai liao dian he chu cun mo shi de ying xiang yi ji li li zi dian chi zhong dian rong hang wei dui xun huan wen ding xing de ying xiang 。jie guo biao ming ,jing 800℃tan hua de dan liu gong can za fen ji duo kong tan de dan han liang he liu han liang ke fen bie da dao 4.66 wt%he 1.83 wt%。dian hua xue xing neng ce shi biao ming le 800℃xia tan hua de dan liu gong can za fen ji duo kong tan xing neng zui jia 。zai dian liu mi du wei 0.1A g-1xia shou ci chong dian rong liang wei 1958.8mAh g-1,xun huan 120juan hou ke ni rong liang bao chi zai 987.7mAh g-1。ling wai ,zai dian liu mi du wei 5 A g-1xia xun huan 5000juan ,bi rong liang yi ran bao chi zai 337.5 mAh g-1。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自兰州理工大学的杜梦奇,发表于刊物兰州理工大学2019-07-18论文,是一篇关于锂离子电池论文,多孔碳材料论文,杂原子掺杂论文,离子液体论文,电化学性能论文,兰州理工大学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,资料来自兰州理工大学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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