生物质基多孔碳的制备及其在锂硫电池隔膜改性中的应用

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longyilang
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
电子设备普及的今天,人们对电池各项性能的要求也变得越来越严格,比如电池的续航能力、使用寿命、安全性能等。人们所需求的更高比容量和能量密度,当前广泛使用的商业锂离子二次电池无法满足。锂硫电池具有非常高的理论比容量(1675 mAhg-1)和能量密度(2600 wh kg-1)。而且,硫具有丰富的储量,低毒且价格低廉,使锂硫电池有望成为可以替代锂离子电池的新型高性能储能系统。可以说,锂硫电池的前景十分广阔,可以作为未来几十年的研究方向。然而,锂硫电池正极硫的固有的弱点一直制约着其实用化的脚步,包括硫的电导率低,利用率低,放电时体积膨胀,特别是多硫化物中间体引起的穿梭效应。为了解决这些问题,研究人员一直努力寻找各种材料与硫复合,制备具有特殊结构和性能的正极材料来抑制了穿梭效应,但是它们的合成路线往往相对复杂且成本高昂。昂贵的投入虽然获得了一定成果,但显的得不偿失,要大规模生产是不现实的。生物炭具有优秀的吸附性能,将其用于锂硫电池,能够有效地吸附阻挡多硫化物,抑制穿梭效应,还能有效降低了生产成本,一举两得。本论文采用不同的生物炭对商业化隔膜进行改性。本论文主要研究内容如下:(1)以通草为碳源,制备通草基生物炭(RPC)用于改性锂硫电池隔膜,研究其天然孔隙结构对多硫化物吸附性能。将具有RPC改性隔膜的电池和常规商业隔膜的电池性能进行对比。结果表明,该电池的初始容量在0.1C倍率下为1168.5mAh g-1,在1C倍率下为905.6mAhg-1。500圈循环后电池的放电比容量还有464.8 mAh g-1,库伦效率依旧保持97%。(2)以膨化玉米为碳源,以KOH活化,制备大比表面积的多孔碳材料(APCC),用于锂硫电池隔膜改性,研究其物理吸附性能。进行了SEM、红外、XRD、Raman和电化学分析等材料表征方法。结果表明带有APCC涂层隔膜的电池的初始放电容量在0.1 C的倍率下显示1169 mAhg-1,在1 C的倍率下显示1045.5 mAhg-1。在1 C的倍率下,它的放电容量也很高,500次循环后的比容量仍然能够达到471.6 mAhg-1(3)以豆芽为碳源,进行氮硫元素双掺杂实,研究元素掺杂带来的化学吸附性能对多硫化物的吸附效果。研究创造性地将豆芽瓣和豆芽茎分开碳化测试,作为对比实验。实验表征方法一如(1)中所述,并增加TEM和XPS分析。氮硫掺杂豆瓣碳化后得到的NS-BSVC用于锂硫电池隔膜改性,在0.1C下,放电比容量达到1236.1 mAh g-1,在1C的高倍率下循环1000圈后依旧有383mAh g-1的比容量。
其他文献
持留菌是一小部分表型异质性变异体,能在高浓度抗生素中瞬时存活,引起人类和水生动物的反复感染。维氏气单胞菌(A.veronii)是水产养殖中最具威胁的病原体之一,它在水产养殖中
表土是靠近地表的土层,具有营养丰富和包含具有植被恢复潜力的土壤种子库的特点,是重要的不可再生资源。近年来随着工程建设的增加,表土资源因缺乏可行的再利用技术而遭到破
不管采用海洋桩基的是海洋开敞式码头,还是海洋平台,其桩基础都处于复杂、恶劣的海洋环境中,承受着多种随时间和空间变化的载荷,包括风、波浪、海潮、洋流、冰等。在国内外海
瘦素(Leptin)作为脂肪细胞分泌的一种小分子蛋白,在脂肪组织的机体的能量代谢,免疫调节等生命活动中发挥着重要的作用。在肥胖发生时会由于脂肪组织迅速扩张导致细胞缺氧及炎
煤矿信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)是通过集成传感器、执行器、控制器和网络化物理设备,实现了煤矿井下物理环境与信息世界中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、实时交互、高效协同的大型、分布式、实时性异构系统,具有规模大、分布广、实时性、异构性等特点。与传统的嵌入式系统相比较,其资源调度过程更为灵活、复杂,资源之间异构性强,动态不断改变,且系统网络拓扑结构实时
聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)现象是由于发色团聚集而产生荧光增强效应的光物理现象。2001年有关AIE现象首次报道以来,该现象在化学、生物、材料等领域的争相研究,受到广泛关注。相关研究发展迅速,应用范围十分广泛,包括了光波导效应、荧光化学传感、生物成像、液晶显示和圆偏振荧光等多个领域。AIE现象是由于分子内运动受阻(restriction of i
[目的]本次研究通过回顾性分析我院急性复发性胰腺炎(Acute recurrent pancreatitis,ARP)患者的病因分类以及复发规律和临床特征,使临床医生在工作中对急性复发性胰腺炎有更
于2018-2019年在贵州威宁采用两因素裂区设计,研究不同覆膜方式(宽膜、窄膜覆盖)与施氮量(0 kg/hm~2、80 kg/hm~2、160 kg/hm~2、240 kg/hm~2、320 kg/hm~2)对贵州春玉米土壤
目的:本研究拟通过比较在不同程度急性农药中毒组的心肌型肌酸激酶同工酶(MB isoenzyme of creatine kinase,CKMB)、心肌肌钙蛋白I(Cardiac troponin I,cTnI)、高敏肌钙蛋白T
对国内外文献调研发现,大部分的光催化反应器都是小规模,适合实验室研究,不适合用于工业推广。本文采用自主设计的具有中试规模的气升式环流光催化反应器来研究光催化降解印