金屬空氣電池作為新一代極具潛力的動力電池體系而備受關(guān)注,有可能為突破目前電動汽車?yán)m(xù)航瓶頸提供一套可行的解決方案,并在航空航天、軍事等領(lǐng)域有極廣泛的應(yīng)用前景。綜合考慮工作電壓、理論能量密度及比容量等因素,鋰氧電池相比于其它金屬空氣電池優(yōu)勢明顯,近年來受到了非常廣泛的關(guān)注。但目前鋰空氣電池的應(yīng)用仍存在許多問題,而電極材料的選擇和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化被認(rèn)為是解決這些問題的有效手段。目前已有多種類型的材料被應(yīng)用于空氣正極,例如碳材料、氧化物和配位聚合物等。其中碳材料具有比表面積大、導(dǎo)電性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、可調(diào)控等優(yōu)勢,已成為最具潛力的一類鋰空氣電池正極材料。由于正極材料的微觀孔結(jié)構(gòu)會影響氧在空氣電極界面的擴(kuò)散以及電解液在空氣電極中的擴(kuò)散,最終極大影響鋰空電池的性能,所以碳材料中不同孔結(jié)構(gòu)的合成與系統(tǒng)性的應(yīng)用研究尤為重要。以此為背景,本文開發(fā)了一種合成二級孔道碳材料的方法,并進(jìn)一步通過調(diào)控二級孔道的結(jié)構(gòu),較為系統(tǒng)地研究了碳材料孔結(jié)構(gòu)對鋰空氣電池性能的影響。本文的第一部分通過直接碳化金屬有機(jī)框架材料（ZIF-8和MnPB）制備了兩種碳材料（ZC和MC）,并將它們用于鋰氧電池的正極。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MC碳材料的首圈充放... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鋰空氣電池簡介
    1.3 金屬有機(jī)框架材料(MOFs)概述
    1.4 納米多孔碳材料概述
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 實驗方法與原理
    2.1 實驗所用的試劑與儀器
    2.2 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 粉末X射線衍射(PXRD)
        2.2.2 熱重分析(TGA)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.5 氮氣吸附測試
        2.2.6 拉曼光譜分析(Raman)
        2.2.7 動態(tài)光散射分析(DLS)
    2.3 材料電化學(xué)性能方面的測試
        2.3.1 恒流充放電測試
        2.3.2 循環(huán)伏安法測試
第三章 MOFs衍生的納米多孔碳材料的合成及其用作鋰氧電池正極材料時的性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料的合成方法
        3.2.2 材料的電化學(xué)表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 ZIF-8、MnPB及其衍生的碳材料的基礎(chǔ)表征
        3.3.2 ZC與MC的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 具有二級孔道的MOFs衍生碳材料的合成(DPCN-dual)及其在鋰氧電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 DPCN-dual材料的制備過程
        4.2.2 材料的電化學(xué)表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 150PCN-dual的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能表征
        4.3.2 不同孔徑的DPCN-dual的表征及電化學(xué)性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
學(xué)術(shù)論文
后記



本文編號：3205625