超級(jí)電容器與鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)由于各自獨(dú)特的儲(chǔ)能機(jī)制以及儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)而廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、輔助電源、電動(dòng)汽車以及智能電網(wǎng)等。然而通過雙電層電荷存儲(chǔ)機(jī)制的炭基超級(jí)電容器電極材料具有有限的能量密度,而傳統(tǒng)氧化物基鋰離子電池負(fù)極材料具有低電子導(dǎo)電率以及慢鋰離子擴(kuò)散速率。通過異質(zhì)原子摻雜能夠在炭基材料中引入贗電容效應(yīng)進(jìn)而提高其能量密度；異質(zhì)原子摻雜的多孔碳骨架復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)不僅能夠有效提高電極材料的電子導(dǎo)電率,而且能夠縮短鋰離子擴(kuò)散路徑并提供良好的應(yīng)力緩釋作用。本文通過聚吡咯、聚苯胺以及沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）等原位碳化過程分別制備氮氧共摻雜活化碳納米管、氮氧共摻雜多孔碳納米骨架材料以及多孔氮摻雜炭/ZnO多面體,改善并提高三者作為超級(jí)電容器或鋰離子電池負(fù)極電極材料的容量、倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）氮氧共摻雜活化碳納米管：采用聚吡咯納米管作為含氮聚合物前驅(qū)體,采用兩步高溫碳化-活化法成功制備含氮氧活化碳納米管。碳化階段形成相比于聚吡咯前驅(qū)體更穩(wěn)定的無定形碳納米管,其確保了隨后KOH活化過程不會(huì)破壞碳納米管的形貌、孔結(jié)構(gòu)等。所獲得的氮氧共摻雜活化碳納米管具... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１超級(jí)電容器的不同電荷存儲(chǔ)機(jī)制

青島科技大學(xué)碩丄＇研究生學(xué)位論文直至１９８６年出現(xiàn)了裡離子電池的第一個(gè)維形，其用ＬｉＣｏ〇２為正極材料，電有機(jī)裡鹽體系，負(fù)極材料采用炭基結(jié)構(gòu)材料。１９９１年，ＳＯＮＹ公司成功將裡池商業(yè)化。商業(yè)化的裡離子電池的體積和質(zhì)量能量密度比傳統(tǒng)鎮(zhèn)福電池Ｗ及池高兩倍之多，這促進(jìn)了便攜式電子設(shè)備的體積和重量的大幅度減小，使得電子設(shè)備更為輕便和小型化。近年來，裡離子電池的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展至電動(dòng)汽車動(dòng)力電車Ｌ義及智能電網(wǎng)儲(chǔ)能設(shè)備中。如圖１－２所示，隨后幾年消費(fèi)者應(yīng)用（電子設(shè)備）還將穩(wěn)步增長(zhǎng)，裡離子電池在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用將會(huì)實(shí)現(xiàn)快速增

Ｍｅ￥ｏｐ〇ｆ〇ｕｓ?Ｃａｒｔｏｏｎ?Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?Ｃａｒｂｏｎ?Ｆｒｏｍ??ｆｔｏｍ?Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ?Ｐｏｌｙａｎ…說?Ｄｏｐｅｄ?Ｗｉｔｈ?Ｍｅ切Ｉｓ??圖１－５?ＳＢＡ－１５模板法合成介孔碳ｋ乂及金屬棒雜介孔碳示意圖［Ｍ】。??Ｆｉｇ．?１—５?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?Ｓ目Ａ－１５?化ｍｐｌａｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?化ｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ??ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ａｎｄ?ｍｅｔａｌ－ｄｏｐｅｄ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ【６ｓ］．??近日，Ｊｉａ等人ｔＷ等人通過直接將乙二胺四己酸四鋼鹽在高媼股燒后稀鹽酸洗??緣后獲得氮慘雜多孔碳材料。隨著鍛燒溫度從６００到９００?°Ｃ的變化，所獲得的含氮??多孔碳材料的比表面積由４０８變化為１１７１?ｍ２?ｇ－ｉ，其含氮量由８．巧口／．％變化為１．０２??化％。由此可見，隨著溫度的升高，樣品比表面積有所提高，然而含氮量下降。因??此，合適的鍛燒溫度對(duì)于材料的綜合電化學(xué)性質(zhì)至關(guān)重要。含氮前驅(qū)體直接鍛燒法??中所利用的含氮前驅(qū)體一般為聚化咯、聚苯胺Ｗ及聚嗟吩等含雜原子的導(dǎo)電聚合物??材料。聚合物前驅(qū)體在高溫碳化時(shí)會(huì)發(fā)生脫徑基、氨基等化學(xué)反應(yīng)，盡量選擇高含??氮量的聚合物前驅(qū)體材料所獲得的含氮炭材料具有高的氮含量。另外，選擇同時(shí)含??有氮、硫、測(cè)等雜原子的聚合物前驅(qū)體材料能夠同時(shí)研究多種雜原子慘雜對(duì)于碳材??料的物理化學(xué)性質(zhì)的影響。例如


本文編號(hào)：3382484