鉀離子電池由于原料資源豐富、氧化還原電位低等優(yōu)點(diǎn)有望成為替代鋰離子電池應(yīng)用于規(guī)�；瘍�(chǔ)能領(lǐng)域的新型儲(chǔ)能器件。然而,由于大的鉀離子半徑而導(dǎo)致負(fù)極材料倍率性能差、循環(huán)穩(wěn)定性差成為阻礙鉀離子電池發(fā)展的瓶頸。設(shè)計(jì)并創(chuàng)制適于鉀離子存儲(chǔ)的高性能、低成本負(fù)極材料對(duì)于發(fā)展規(guī)模化儲(chǔ)能鉀離子電池具有重要意義。本論文以成本低廉、碳含量高的煤為原料通過(guò)球磨、酸洗、氧化、碳化以及液相包覆制備了煤基負(fù)極材料,通過(guò)調(diào)節(jié)原料性質(zhì)與工藝參數(shù)調(diào)控煤基碳材料的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)而探究煤基負(fù)極材料與儲(chǔ)鉀性能之間的構(gòu)效關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)高性能煤基負(fù)極材料的構(gòu)筑及儲(chǔ)鉀性能研究。使用不同煤化程度的中低階煤為前驅(qū)體,通過(guò)球磨、酸洗、預(yù)氧化以及碳化制備微米級(jí)煤基鉀離子電池負(fù)極材料。中等煤化程度的煙煤在900 ^oC碳化后得到的煤基負(fù)極材料B₁-A-900展現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)性能:在0.05 A g^-1的電流密度下,可逆放電比容量高達(dá)260 mAh g^-1,即使電流密度增大至5 A g^-1,其可逆放電比容量仍然達(dá)到88 mA...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 鉀離子電池簡(jiǎn)介
    1.1 鉀離子電池基本原理
    1.2 鉀離子電池正極材料研究進(jìn)展
        1.2.1 普魯士藍(lán)類配合物
        1.2.2 層狀過(guò)渡金屬氧化物
        1.2.3 聚陰離子化合物
    1.3 鉀離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 石墨基負(fù)極
        1.3.2 非石墨化碳基負(fù)極
        1.3.3 合金類負(fù)極材料
        1.3.4 金屬氧化物負(fù)極材料
        1.3.5 有機(jī)物負(fù)極材料
        1.3.6 煤基儲(chǔ)能材料的研究進(jìn)展
    1.4 選題依據(jù)與研究思路
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 表征儀器與方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 X射線衍射
        2.3.4 拉曼光譜
        2.3.5 氮?dú)馕锢砦摳?br>        2.3.6 元素分析
        2.3.7 熱重分析
    2.4 測(cè)試電極組裝方法
        2.4.1 電極片制備
        2.4.2 扣式電池的組裝
    2.5 電化學(xué)性能測(cè)試方法
        2.5.1 恒流充放電測(cè)試
        2.5.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.5.3 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試
3 煤基鉀離子電池負(fù)極的構(gòu)筑及性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料制備
        3.2.1 煤基負(fù)極材料的制備
        3.2.2 原煤與酸洗煤的組成分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 灰分對(duì)煤基負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.2 煤化程度對(duì)煤基負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
        3.3.3 碳化溫度對(duì)氣煤基負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 包覆煤基碳材料的構(gòu)筑及性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 包覆對(duì)氣煤基負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
        4.3.2 酚醛樹(shù)脂比例對(duì)氣煤基負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
        4.3.3 中溫煤瀝青比例對(duì)氣煤基負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3821127