鋰金屬負(fù)極具有超高的理論比容量,但存在枝晶生長(zhǎng)、鋰的高反應(yīng)活性以及巨大的體積變化等一系列問(wèn)題。引入框架結(jié)構(gòu)對(duì)鋰金屬負(fù)極進(jìn)行改性是一種行之有效的策略。本文設(shè)計(jì)了兩種不同結(jié)構(gòu)的三維碳框架,來(lái)探究框架材料對(duì)鋰金屬負(fù)極的穩(wěn)定機(jī)理和作用。本文研究?jī)?nèi)容可以歸納為以下兩點(diǎn):1.通過(guò)對(duì)天然木頭進(jìn)行化學(xué)和碳化處理,制備了碳片堆疊的三維結(jié)構(gòu)框架。該層疊結(jié)構(gòu)具有大的表面積比與機(jī)械強(qiáng)度,將其作為鋰的沉積基底,能夠很好容納鋰金屬的沉積,并抑制循環(huán)過(guò)程中的鋰金屬的體積變化。且碳化后保留的極性位點(diǎn)可以固定Ag納米顆粒作為親鋰位點(diǎn),來(lái)引導(dǎo)鋰的定向沉積行為。在片層結(jié)構(gòu)里定向的鋰沉積可以很好地將鋰限制在特定區(qū)域內(nèi),并且從空間上控制鋰枝晶的生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)鋰負(fù)極良好的循環(huán)性能。在鋰對(duì)稱電池,1 mA/cm2、1 mAh/cm2的測(cè)試條件下,該功能化的三維生物質(zhì)碳框架可以保持1400小時(shí)穩(wěn)定循環(huán)壽命,并保持著極低的過(guò)電位（10 mV）。2.通過(guò)煅燒鐵鎳普魯士藍(lán)類(lèi)似物與三聚氰胺,制備了多位點(diǎn)結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳納米管（Fe/Ni@N-CNTs）。采用三維的碳納米管框架作為鋰的沉積框架,能夠有效緩解鋰的體積膨脹。除此之外,Fe/Ni@N-C... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１以電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程評(píng)估的各種充電電池能量密度以及成本［２ｎ??１．２鋰金屬負(fù)極電池概述??

圖１．２鋰離子電池（ａ）與鋰金屬負(fù)極電池（ｂ）結(jié)構(gòu)與工作原理ｌ２８】??

圖１．３多種不同類(lèi)型的鋰枝晶微觀形貌的電鏡圖以及相應(yīng)示意圖［６５１??


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