新型三维氮掺杂碳骨架用于锂硫电池设计

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mumurong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂硫电池因具有较高的放电比容量(1675 mAh g-1)和能量密度(2600 Wh kg-1)等优点备受研究人员关注。加之活性物质硫含量丰富,对环境友好等优势,锂硫电池很有潜力发展成为下一代储能电池体系。然而,锂硫电池存在几个明显的不利因素:第一是活性物质硫和其放电产物硫化锂的绝缘性质,这将造成活性物质低的利用率。第二是可溶性的多硫化锂造成的穿梭效应,这将造成电池低的库伦效率。第三是阴极在充放电过程中发生较大的体积变化,这可能导致阴极结构破坏。还有就是阴极集流体铝箔的使用,增加了阴极的整体质量,降低了电池的能量密度,也成为阻碍锂硫电池商业化发展的问题之一。现在研究较多的为锂硫电池的正极材料,其中卓有成效的方法就是活性硫与碳材料的复合。本文针对锂硫电池存在的主要问题,选取一种合适的碳材料与硫进行有效复合,尝试解决锂硫电池中的部分问题。  首先我们选用一种新型的三维柔性碳材料代替了铝箔直接与活性物质硫复合,制作锂硫电池阴极。这种具有柔性的多孔碳硫阴极,具有能够降低整个阴极的质量,缓冲阴极的体积膨胀的作用。我们对其结构及电化学性能进行了详细的表征,结果表明我们选用的新型三维碳材料应用于锂硫电池取得不错的结果。这也为锂硫电池的发展提供了一个很好的参考。  其次,碳材料的氮掺杂。研究表明,部分氮掺杂的碳材料有利于锂硫电池电化学性能的提升。基于这个观点,我们对选取的多孔三维碳材料进行改性,探究其中的氮和碳含量对锂硫电池性能的影响。通过调控煅烧温度,我们得到不同氮含量的碳材料。将这些碳材料与硫复合,组装成锂硫电池。测试其电化学性能,分析氮含量对电池性能的影响。  最后,合成分等级三维多孔碳。我们通过高温煅烧和水热法结合的策略尝试合成分等级微孔碳,应用于锂硫电池。首先利用高温处理高分子泡沫,我们得到不同碳化程度的碳材料。其次在水热条件下,利用水溶解未被碳化的高分子,便得到具有分等级结构的碳材料。
其他文献
机械工程是我国经济产生的主要支撑,由于目前机械领域的高竞争力,我国逐渐意识到机械工程的改革,因此引入自动化技术,目的是提高机械生产的效益,满足应用需求,可见:自动化技
金属有机配合物作为一种固体材料近年来成为了化学家们的研究热点,结构的多样性与可调控性为其在多种领域的应用提供了可能。金属有机配合物具有高效催化基团且易分离和再循环
氢键,作为一种最重要的分子间的相互作用力,在晶体工程中,对分子的自组装的控制和预测方而起了重要的作用。在有机晶体中,存在大量常规的氢键如O-H…O,N-H…O和弱氢键如C—H…O,C-H
导电高分子使用方便、易加工、导电性可调、耐腐蚀等,近年来逐渐发展成为一门物理、化学和生物交叉的新兴学科的研究对象。其中,聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/
新媒体的发展日新月异,其发展速度之快,使用率高。新媒体的快速发展对传统媒介的使用存在一定的挑战,同时又能融合传统媒介,成为新的媒介手段。社科研究是与时俱进的,社科研
纳米技术与表面增强拉曼散射(SERS)相结合发展起来的基于纳米颗粒的SERS标记物综合了拉曼光谱和纳米颗粒的诸多优点,可应用于生物分析化学的各方面,具有很好的应用前景。本论文
记者和编导在电视新闻报导的第一线,他们要采访、编辑和播报。这个过程中,有很多需要注意的事,其中之一就是不要说外行话。 Journalists and editors at the forefront of t
大学生思想政治教育工作的展开,不仅能够切实提高大学生群体的思想政治水平,而且还能够为维系国家和社会的和谐发展提供稳定的纽带作用,因此大学生思想政治教育具有十分重要
石墨烯量子点(GQDs)作为一种新型的纳米碳材料,其光致发光的性能引人注目,在荧光探针、光电器件等领域具有较好的应用前景。但其低的荧光量子效率、窄的发光范围等缺点还是有待改
毒氟磷是贵州大学精细化工研究开发中心研制开发的具有自主知识产权的一种新型高效病毒抑制剂,并取得了临时登记,为了考察其在烟草上的内吸行为,本文首先用毒氟磷消旋体及R(S)