一、酚醛树脂裂解炭用作锂离子电池负极材料的研究（论文文献综述）
李雪,董宣,路乃群,王存国[1]（2021）在《锂离子电池碳负极材料的性能特点及导电聚并苯多孔碳材料的制备方法》文中提出锂离子电池碳负极材料由于来源广泛、成本低廉、化学稳定性好,一直成为商品化二次电池电极材料的首选。而多孔高分子裂解碳材料由于比表面积大、吸附能力强、电导率高、制备工艺简便等优点在新能源锂离子电池领域得到广泛应用。综述了锂离子电池常见的碳负极材料如天然石墨、中间相碳微球、无定形碳、高分子裂解碳等性能特点;并重点阐述了酚醛树脂热裂解制备导电聚并苯多孔碳材料的方法——如氯化锌发泡法、乙醇发泡法、环己烷发泡法、沸石模板法等,为探索大容量、高电导率新型多孔碳电极材料的制备方法及在电池等领域中的应用提供借鉴。
冯平[2]（2020）在《VA族纳米电极材料的设计合成及储锂性能研究》文中研究说明随着地球上的自然资源逐渐消耗以及化石燃料的过度开发给我们的生态环境带来的巨大的负担,迫使我们去寻找绿色清洁能源。而新兴能源例如太阳能、氢能、风能、核能、潮汐能在地理上的分布不均以及在时间上产生的间歇性等问题使得新兴能源的发展受到了阻碍。目前最为有效的方法是采用储能设备将新兴能源储存起来以便再次利用。锂离子电池由于其开路电压高、循环寿命长、能量密度大、无记忆效应等优势逐渐成为了主要的储能电化学体系,并被广泛使用于便携式电子设备与电动汽车。然而,由于商用锂离子电池负极材料石墨理论比容量较低(372 mAh g-1)无法满足市场对大型动力电池及储能电池的应用需求。除此之外,由于石墨的锂沉积电位较低（0.1V）会导致锂枝晶的生长并且造成安全问题。因此,我们急需开发各种新型的锂离子电池负极材料来解决这些问题。在众多被研究的负极材料中,VA族元素（Sb、Bi等）具有着高理论比容量、高能量密度、在自然界含量丰富、合适的锂沉积电位等优势,当使用作为锂离子电池负极材料时表现出巨大的潜力。但是,在锂离子插入和脱出地过程中,VA族元素负极材料会产生巨大的体积膨胀,导致急速的容量衰减,这些问题也严重限制了VA族元素在锂离子电池负极材料中的应用。近年来,研究人员在提高VA族元素负极材料的电化学性能方向进行了深入的探索,并提出了许多有效的解决办法。本文对近年来锂离子电池负极材料的研究进展进行了系统的综述,并在此基础上对VA族元素负极材料进行了深入研究。通过合理的结构设计,制备了锑@氮掺杂碳纳米棒以及碳纳米管包覆磷酸铋/碳纳米粒子,研究了锂离子电池性能以及储锂机制。借助外部具有高导电性碳材料和内部的中空结构来缓解锂化过程中的体积膨胀,进而解决VA族负极材料作为锂离子电池的主要问题。为VA族元素负极材料在锂离子电池中的实际应用奠定理论基础,具体研究内容及成果如下:（1）锑@氮掺杂碳纳米棒的制备及其储锂性能的研究。以磷酸锑为前驱体,通过阳离子交换反应合成了五氧化二锑纳米棒,结合随后的多巴胺包覆以及煅烧过程合成了锑纳米粒子包裹于氮掺杂碳中形成了Sb@N-CM纳米棒结构。由于高导电性氮掺杂碳的包覆和煅烧过程中形成的内部空间来缓解体积膨胀,显着提升了电化学性能。除此之外,Sb@N-CM纳米棒能够增强结构稳定性、稳定固体电解质层、抑制固体电解质层在每个Sb纳米粒子的表面上形成,从而保证了长期循环的稳定性。更重要的是,通过原位透射电镜首次观察到Sb纳米颗粒脱锂后形成了能够促进活性材料利用的多孔网状结构,而不是像硅一样形成固体纳米颗粒,这种多孔纳米Sb结构与氮掺杂碳基质之间紧密结合在一起,从而明显改善了离子/电子转移动力学。当用作锂离子电池负极材料时,Sb@N-CM纳米棒在100 mA g-1的电流密度下的可逆容量高达673.4 mAh g-1,经过500圈循环后容量保持率高达99.7%。（2）碳纳米管包覆磷酸铋@碳纳米粒子的制备及其储锂性能的研究。通过以磷酸铋（BiPO4）为前驱体,在BiPO4纳米棒的表面生长了间苯二酚-甲醛树脂（RF）并采用物理吸附的方式在外表面包裹了碳纳米管（CNT）,随后通过选择性刻蚀RF制造空间和煅烧RF层转化为碳层制备了BiPO4@void@C/CNT纳米粒子。在首圈锂化反应过程中,BiPO4会在C/CNT内部转化为Bi纳米粒子和Li3PO4基质。Li3PO4基质不仅能够充当缓冲层在锂离子插入和脱出的过程中维持结构稳定性,还能充当电解质隔绝层避免固体电解质层在每个Bi纳米粒子的表面形成。而且,BiPO4@void@C表面上相互连接的CNT在充放电过程中提供了高效的电子传输途径,有效的防止了活性物质的聚集和分离。此外,纳米粒子内部的中空结构为Bi/Li3PO4纳米棒的膨胀提供了足够的空间。当用作锂离子电池负极材料时,经过倍率测试后,BiPO4@void@C/CNT纳米粒子在1000 mA g-1的高电流密度下放电容量仍然达到了347.0 mAh g-1,并且容量一直稳定保持至600圈没有明显的容量损失。
梁静爽[3]（2020）在《硅基纳米复合材料电弧法合成及其电化学性能》文中指出锂离子电池得益于较高的能量密度、功率密度和较长的循环寿命,被广泛应用于便携式电子器件、电动汽车、混合动力汽车和二次能源存储体系中。石墨作为传统的负极材料,理论比容量较低（372 mAh g-1）,锂离子的扩散速率较低（10-9-10-10 cm2 s-1）,其对锂电位（0.05 V vs.Li/Li+）与金属锂的析出电位相近,难以满足日益增长的对高能量密度、高功率密度、高安全性能锂离子电池的实际需求。硅作为一种极具潜力的负极材料,理论比容量较高（Li15Si4,3579 mAhg-1）,对锂电位适中（0.4 V vs.Li/Li+）,吸引了广泛关注和研究兴趣。但硅材料在嵌/脱锂过程中,体积膨胀超过300%,会导致活性物质粉碎,与周围的导电基质失去电接触,甚至从集流体上脱落,从而造成容量的快速降级。此外,由于体积变化暴露出的新表面会不断消耗电解液形成较厚的SEI膜,增大电池内阻。硅是一种半导体,电子导电性较差,严重阻碍了其作为锂离子电池负极材料的实际应用。针对上述问题,设计包括纳米结构在内的各种硅结构、或将硅与第二相基体结合的复合材料,可以有效提升硅基负极材料的电化学性能。本文以直流电弧放电等离子体为蒸发热源,通过控制靶材中原材料组分比例、制备气氛及反应气体含量等条件,制备出具有特定形貌和相组成的硅单质或硅基纳米复合材料。通过喷雾干燥及高温处理工艺,对硅复合材料进行进一步结构重组和物理化学改性,优化其电化学性能,从而建立了制备条件参数与材料组分、结构、形态、电化学性能之间的对应关系,在一定程度上提高了硅基负极材料的能量密度、功率密度和循环稳定性。论文主要的研究内容及结果如下:（1）以直流电弧等离子体法制备的二维Si纳米片为活性组元,酚醛树脂为碳源,通过高温热解方法合成了碳包覆Si纳米片（Si NSs@C）复合材料。Si NSs的平均尺寸为31 nm,厚度为2.4nm,嵌入到热解酚醛树脂衍生的无定形碳中,形成碳包覆纳米结构。酚醛树脂前驱体含量可优化纳米结构产物中碳含量及其包覆层厚度,极大地影响锂离子电池负极材料的电化学性能。在SiNSs@C复合材料中,SiNSs主要进行嵌/脱锂反应贡献容量,无定形碳包覆层提高SiNSs活性单元之间的电连接,促进锂离子和电子的扩散与迁移;碳包覆层还可以避免SiNSs与电解液的直接接触,确保电极在循环过程中形成稳定SEI膜。结果表明,66.4 wt%碳含量的Si NSs@C电极具有稳定放电比容量和良好倍率性能,在100 mA g-1电流密度下循环200次后,容量保持在822mAh g-1,控制电极中碳包覆层含量对电化学性能提高起到重要作用。（2）通过高温煅烧葡萄糖/碳酸钙混合物,并对产物进行酸刻蚀后,制备出多孔碳基体（PC）。利用超声搅拌辅助物理吸附机制,将二维SiNSs材料担载在PC基体上,通过改变SiNSs担载量优化了 SiNSs/PC复合材料电极的电化学性能。这种电极材料可促进电解液在材料内部中的有效渗透,提高了电极的初始库伦效率。结果表明,当PC基体担载30wt.%的SiNSs时,其电化学性能最佳:在100 mA g-1电流密度下循环100次后,放电比容量稳定在1252 mAh g-1,库伦效率为99.58%;在1 A g-1的大电流密度下,循环800次后容量依然可以保持在850 mAh g-1。与纯Si NSs电极相比,Si NSs/PC电极的容量保持能力和倍率性能高出2倍多,归因于适量SiNSs在PC基体表面的均匀分布,PC基体的优异导电性能、大比表面积和孔体积可以促进电解液渗透、以及锂离子/电子在电极内部的扩散和迁移。（3）制备了 Si@Cu3Si纳米线、Si@Cu3Si纳米棒Si@Cu3Si（Cu）纳米胶囊。多形态Si-Cu纳米结构在热等离子体条件下,通过瞬态气-液-固（VLS）生长机制形成各向异性纳米结构。等离子体原子发射光谱揭示了激发态原子、离子的能量状态,进而可以估算等离子体电子温度、以及元素蒸发速率,对Si-Cu纳米粉体制备过程中的组分和能量状态监控有利于纳米结构的控制合成。将具有适宜组分（30 wt.%Cu）和微观结构（纳米棒）的Si@Cu3Si纳米材料作为锂离子电池负极,表现出最佳电化学行为:在100 mA g-1电流密度下循环100次后,放电比容量稳定在783 mAh g-1,库伦效率为98.51%。良好的电化学性能归因于适当的Si、Cu质量比、一维Si-Cu纳米结构、以及锂离子扩散的有利通道和路径。循环过程中,从Cu3Si初始相中释放的金属Cu组分可提高Si基体的导电性能,缓解活性Si单元的体积变化,进而促进了电极循环稳定性能。（4）通过控制直流电弧等离子体中的碳源（CH4）气氛含量,分别制备了以球状Si纳米粒子和一维SiC@C纳米棒为主的Si/SiC/C纳米复合材料,SiC陶瓷相的引入提高了硅基电极的倍率性能和结构稳定性。测试结果表明,SiC@C纳米棒为主相的复合材料具有更加优异的电化学性能:在100 mA g-1电流密度下循环200次后,放电比容量为1065 mAhg-1,库伦效率为98.49%,甚至在2Ag-1大电流密度下依然可以保持776 mAhg-1的放电比容量。良好的循环性能和倍率性能得益于石墨包覆层的良好导电性、SiC晶体内部强结合键合、以及复合材料内部整体相互交联的网状微观结构。通过第一性原理计算,探索了 SiC晶体单元嵌锂机制,表明一个SiC单胞可以嵌入1～2个锂离子,反应电位在0.76V左右。实验结果进一步证实了理论预测,并验证了 SiC纳米晶体作为锂离子电池负极材料的潜在可行性。（5）同步氮化机制应用到直流电弧等离子体中,原位合成出具有核/壳结构的Si@Si3N4纳米粒子。利用喷雾干燥技术并结合热处理工艺,将Si@Si3N4纳米粒子均匀分散在石墨烯基体中,制备出了（Si@Si3N4）/Graphene纳米复合材料。Si3N4壳层的存在有利于形成锂离子导电的Li3N相,存在于SEI膜中可促进锂离子传输,同时可以缓冲Si核在循环过程中体积膨胀导致的破碎与粉化。引进石墨烯基体,可以提高（Si@Si3N4）/Graphene电极的电子导电能力,表现出优异的电化学活性、以及循环性能和倍率能力。结果表明,在100 mA g-1的电流密度下循环100次后,放电比容量为1444 mAh g-1,库伦效率为99.77%;在2 Ag-1大电流密度下循环450次,其容量依然可以保持827 mAhg-1。该电极的锂离子扩散系数为4.19×10-16 cm2s-1,高于纯Si@Si3N4 NPs电极（3.48×10-18 cm2 s-1）两个数量级,高于纯Si纳米线电极（1.13×10-19 cm2 s-1）三个数量级,表现出作为高性能锂离子电池负极材料的巨大潜力。
陈东[4]（2020）在《二氧化锡及碳化钼与碳复合负极材料的制备和锂电性能研究》文中认为随着对可持续和清洁能源的消费需求日益增长,先进储能装置的开发备受关注。锂离子电池因其高比容量、长循环寿命等优势已成为便携式电子设备、电动汽车的重要电能供应源。锂离子电池技术的进步主要依赖关键电池材料的创新研究与应用进展,其中负极材料是影响锂离子电池能量密度的主要因素之一。然而,传统的低容量(372 mAhg-1)石墨负极已难以满足锂离子电池对能量密度与日俱增的需求,开发新型高容量的负极材料势在必行。具有较高比容量的二氧化锡、碳化钼被认为是理想的新型负极材料,并获得了研究者的广泛青睐。但金属化合物负极材料普遍存在充放电过程中体积形变大、易团聚等缺陷,致使该类材料的循环稳定性较差。构筑有效的金属化合物与导电碳材料的复合电极,以及针对性地设计制备微纳结构的电极材料,是提高金属化合物负极电化学性能的有效策略。本论文以二氧化锡和碳化钼作为研究对象,设计、制备了中空Sn O2@C亚微米盒复合材料和Mo2C/氮掺杂碳（Mo2C/N-C）纳米管复合材料,并分别研究了相应的微观结构和组分以及电化学性能。具体研究结果如下:（1）本工作以实心偏锡酸锌亚微米立方体为前驱体,酚醛树脂为碳源,三嵌段聚合物F127为介孔模板剂。通过水热和煅烧的方法实现导电碳材料对前驱体的包覆,进一步经二价阳离子螯合剂乙二胺四乙酸二钠处理,成功制得了介孔碳包覆中空二氧化锡（Sn O2@C）亚微米盒复合材料。该复合材料表面的介孔碳层不仅可以提高电极导电性,还能作为保护物质缓解Sn O2在充放电过程中较大的体积膨胀以及Sn粒子的团聚。此外,该复合材料的亚微米尺寸和介孔碳层可以减缓材料相间不利反应的发生,而且中空结构为内部应变提供了更多的缓冲空间。亚微米盒结构Sn O2及表面介孔碳层有利于发挥协同效应,使得该负极材料表现出优异的电化学性能。电化学测试结果表明,该负极材料在100 m A g-1电流密度下循环100圈可以保持891.7 mAhg-1的放电比容量,在200 m A g-1电流密度下循环200圈依然可以保持766.9 mAhg-1的放电比容量。（2）本工作通过水热和碳化的方法制备了Mo2C/氮掺杂碳（Mo2C/N-C）纳米管复合材料。该实验体系中,以三氧化钼为钼源,聚多巴胺为碳源和氮源,且聚多巴胺碳化后形成介孔结构,Mo2C纳米晶较均匀地负载在一维介孔氮掺杂碳基质获得Mo2C/N-C纳米管负极材料。这种氮掺杂介孔碳的纳米管框架可以作为保护层缓解Mo2C粒子的团聚和体积形变,增强电极的充放电循环稳定性。较大长径比的纳米管形成的高导电、互连网络有利于提高电子和Li+的迁移效率。此外,一维介孔结构有助于赋予材料较大的比表面积,从而促进电解质的浸润和离子扩散。Mo2C纳米晶与一维介孔氮掺杂碳纳米管有利于协同提高电极的循环稳定性。电化学测试结果表明,该负极材料在100 m A g-1电流密度下循环100圈可以保持578.2 mAhg-1的放电比容量,在200 m A g-1电流密度下循环200圈后,具有456.4 mAhg-1的放电比容量。
胡钦[5]（2019）在《中空核壳结构铁氧化物/碳纳米复合材料的制备及在锂离子电池中的应用》文中研究说明锂离子电池是一种重要的储能器件,具有能量密度高和循环寿命长的优点,已经被广泛应用在便携式电子产品中。随着电动汽车和智能电网的飞速发展,对于具有更好性能的锂离子电池的需求正变得越来越迫切。负极材料是锂离子电池的核心部件之一,直接影响着整个电池的性能。作为锂离子电池负极材料中的一个分支,铁氧化合物因其具有高的理论容量、价格低廉、资源丰富和绿色环保等优点,已经成为近年来的研究热点。然而铁氧化合物负极材料在嵌锂过程中会发生大的体积膨胀,造成电极材料的粉碎,导致循环性能很差。针对铁氧化物所存在的以上问题,我们设计了具有中空核壳结构的铁氧化物/碳纳米复合材料,来调控充放电过程中铁氧化物的体积膨胀,从而改善其循环性能。我们利用模板法分别制备了,核壳管状的Fe304/碳、核壳链状的Fe3O4/碳、双空心链状的Fe2SiO4/碳以及核壳方块状Fe304/碳四种复合纳米材料。与相应的纯相材料相比,四种纳米复合材料均表现出更高的容量和更好的循环稳定性。具体内容如下:（1）利用Fe203纳米管、正硅酸乙酯（TEOS）、间苯二酚、甲醛为前驱物,通过水热法制备了 Fe2O3@SiO2@酚醛树脂复合材料,进一步进行碳化热处理,并接着去除SiO2,得到Fe304@void@C纳米管状的复合材料。通过控制水热过程中TEOS的用量,从而可以调控Si02包覆层的厚度,并最终实现对空腔尺寸的控制。此外,研究了复合材料中空腔的大小对锂离子电池性能的影响。结果表明,当TEOS量为1.4 mL时,所获得Fe3O4@void@C-1.4复合材料具有更好的电化学性能。（2）利用Fe304介孔微球、TEOS、间苯二酚、甲醛为前驱物,通过水热法制备了Fe3O4@SiO2@酚醛树脂复合材料,接着进行碳化热处理,并去除Si02,得到最终产物。研究了热处理温度对产物晶型与结构的影响。在600℃热处理,得到了核壳Fe3O4@C链状结构的复合材料。在700℃、800℃、900℃下热处理,得到了具有不同空腔大小的双空心Fe2SiO4@C链状结构的复合材料,并且随着热处理温度的升高,内部空腔逐渐增大,外部空腔逐渐减小。进一步研究了以上复合材料作为锂离子电池负极材料的性能。结果表明,相关样品均表现出了很好的循环稳定性。（3）利用Fe203立方块、盐酸多巴胺为前驱物,制备Fe2O3@聚多巴胺,进一步碳化处理得到Fe304@N-Doped C立方块状复合材料,最后利用酸洗刻蚀Fe3O4得到具有不同空腔大小的核壳Fe304@N-Doped C-x复合材料。研究了酸洗浸泡时间对空腔大小的影响,进一步研究了以上复合材料作为锂离子电池负极材料的性能。结果表明,在所有样品中,在30℃条件下,利用2mol/L盐酸洗刻蚀5小时所得样品,具有更好的电化学性能。
孙宁[6]（2019）在《钠离子电池硬炭负极材料和电极的研究》文中指出高效廉价的规模储能技术是发展风能、太阳能等可再生能源不可或缺的关键技术支撑。由于钠资源丰富、成本低廉,钠离子电池被认为是适合规模储能的新型二次电池,成为当前国内外研究的热点。硬炭材料比容量高、结构稳定、循环性能好,且制备工艺简单、环境友好,是最具商业化前景的负极材料。本文以获得高性能的钠离子电池硬炭（HC）负极材料和电极为目标,通过调控层间距和石墨微晶结构制备了高比容量、高循环稳定性的生物质硬炭材料;研究了硬炭材料的储钠机制,提出了改进的“吸附-嵌入”模型;着眼于实际应用中的电极结构,提出了以高导电性的二维层状材料石墨烯和MXene为导电成型剂制备柔性自支撑硬炭电极的新方法。（1）生物质硬炭负极材料的制备与电化学性能研究。以生物废弃物柚子皮为原料,采用高温热解法制备了结构无序的硬炭材料。该硬炭材料保留了前驱体疏松多孔的结构,具有大的层间距,有利于钠离子的嵌入/脱出,一定的孔隙结构有利于电解液的浸润,同时缩短了离子迁移路径,因而具有高的储钠容量和优异的循环稳定性。随热解温度的升高,柚子皮基硬炭材料的比容量先增大后减小,1200℃热解制备的硬炭材料具有大的层间距（d002=0.38 nm）和相对发达的孔结构,可逆储钠容量可达430 mAh g-1,并表现出优异的循环稳定性,200次循环后容量保持率为97.5%。以柚子皮为原料制备硬炭材料,变废为宝,其优异的性能和简单的制备工艺使得这种生物质硬炭成为一种有前景的钠离子电池负极材料。（2）硬炭负极材料的储钠机制研究。针对钠离子电池硬炭负极材料的储钠机制国内外目前还没有统一认识的现状,本文以银杏叶为原料,在600-2500℃的宽温度范围内通过热解温度的调控制备了一系列硬炭材料。通过对硬炭微观结构与其电化学储钠行为的关联,提出了改进的“吸附-嵌入”储钠模型。根据晶体的规整程度,将硬炭的微晶结构分为高度无序相（层间距大于0.4 nm）、准石墨相（层间距在0.36～0.4 nm）和类石墨相（层间距小于0.36 nm）三种类型。不同的微晶结构具有不同的储钠行为:高度无序相的层间距足以使钠离子在其中自由进出,因而同孔隙、边缘、杂原子等传统“缺陷”类似,表现为“准吸附”型的储钠行为,对应于充放电曲线上0.1 V以上的斜线区;准石墨相可以进行钠离子的层间嵌入,充放电曲线表现为0.1 V以下的平台区;类石墨相由于层间距太小,钠离子难以进入,不能提供储钠容量。由于硬炭材料的结构不均一,因此通常是几种储钠机制共存。“吸附-嵌入”模型可以很好地解释现有的实验结果,对高性能钠离子电池硬炭负极材料的结构设计和调控具有指导意义。在热解过程中,随热解温度的升高,硬炭的微晶结构由完全的无序态逐渐向类石墨态演变,其储钠行为和性能也随之变化。因此,可以针对不同的应用需求,通过热解温度来调节硬炭的微观结构和电化学性能。（3）着眼于从电极结构提高性能,提出了以石墨烯为多功能导电成型剂制备柔性自支撑硬炭电极的新方法。该法制备工艺简单,将硬炭与氧化石墨烯（GO）液相分散、真空抽滤成膜、再在300℃热还原,即可制备出柔性自支撑的硬炭/还原氧化石墨烯（rGO）膜。与传统以PVDF为粘结剂制备的电极相比,rGO独特的形貌和结构使其同时充当了成型剂和柔性基体,因此制备出的硬炭电极为柔性自支撑结构,可直接用作钠离子电池的电极。更重要的是,rGO可以作为辅助活性材料提供储钠位点,所制备的硬炭/rGO膜电极的储钠容量可达372.4 mAh g-1,200次循环后,容量保持率为90%。得益于石墨烯片层构建的三维导电网络,以石墨烯为导电成型剂的硬炭电极与传统以PVDF做粘结剂的电极相比,表现出更加优异的倍率性能。此外,整个制备过程简单,环境友好,因此柔性自支撑的硬炭-石墨烯膜可以看做是柔性钠离子电池的理想负极材料。（4）针对传统硬炭电极充放电过程中体积膨胀过大引起电极材料粉化,与集流体脱离导致循环性能恶化的问题,提出以新型二维材料MXene作为多功能导电成型剂,制备柔性一体化硬炭电极的新的电极成型方法。与传统的PVDF粘结剂不同,MXene片层构建的三维网络可以有效缓冲体积膨胀,提高电极的稳定性。此外,HC-MXene电极为柔性自支撑结构,可以直接用作钠离子电池负极,不需要任何集流体。由于MXene和硬炭之间的协同效应,HC-M-2:1膜电极在30 mA g-l的电流密度下具有高达368 mAh g-1的储钠容量,并表现出优异的循环稳定性,1500次循环后容量没有衰减。同时,得益于具有类金属导电性的二维MXene片层构建的三维导电网络,HC-MXene电极的倍率性能也显着改善,在10 A g-1的电流密度下,储钠容量仍然可以达到66.7 mAh g-1。以MXene为多功能导电成型剂制备长寿命、高倍率柔性电极的思想,对其他储能器件的研究也有参考意义。
杨静芳[7]（2018）在《锂离子电池硅基负极材料的制备与电化学性能研究》文中认为硅基材料在自然界中资源丰富、无污染、对锂电位低、比容量高等优点,有望成为下一代锂离子电池理想的负极材料之一,但其在充放电过程中发生较大的体积变化,造成容量急速衰减,限制了其商业化应用。针对该问题,本文充分利用纳米硅颗粒的绝对体积膨胀率小的优势,选用纳米硅颗粒作为原料与石墨和无定形碳构造了一种刚柔并济的硅碳复合材料。石墨作为一种刚性骨架,不仅保证了复合材料结构的稳定也增强了复合材料的导电性。无定形碳作为一种柔性介质包覆在纳米硅和石墨表面,阻止了纳米硅颗粒直接和电解液接触,有助于在充放电过程中形成稳定的SEI膜,其也能在一定程度上缓解纳米硅颗粒的体积膨胀。本课题选用了高温热解法和化学气相沉积法两种方法来制备硅碳复合材料,以改善硅碳复合材料的电化学循环稳定性。主要内容如下:1.采用高温热解酚醛树脂的方法制备了硅碳复合材料,通过XRD、TG、SEM对复合材料进行结构组成形貌表征以及采用恒流充放电测试对材料进行电化学性能测试,主要考察了硅的形貌、硅的含量、热解温度、纳米硅粉的分散方式对硅碳复合材料形貌以及其电化学性能的影响。结果表明通过高能球磨分散、在900℃下高温热解、硅含量10%的纳米硅碳复合材料展现出最优的电化学循环稳定性,在100 mA g-1的电流密度下,首圈充电容量为450.7mA g-1,第100圈的充电容量为428.3 mA g-1,容量保留率为95.0%。2.采用化学气相沉积的方法制备了硅碳复合材料,通过XRD、TG、SEM、TEM等表征手段对复合材料进行了结构组成形貌的表征,也采用恒流充放电测试对材料进行电化学性能测试,主要对此方法进行了原理探究以及硅含量和高能球磨时间等相关参数对材料形貌和电化学性能的影响探究,结果表明此方法制备的硅碳复合材料表现出优异的电化学循环稳定性。硅含量10.5%的硅碳复合材料,在500mA g-1的电流密度下进行充放电测试,首圈充电容量为505.5 mAh g-1,循环至200圈,充电容量为468.6 mAh g-1,容量保持率为92.7%。
宋爱利[8]（2018）在《锂离子电池硅碳复合负极材料制备及性能研究》文中研究表明锂离子电池是21世纪最具有发展潜力的化学电源,目前商业化锂离子电池负极材料普遍采用石墨类碳材料,该类材料的极限储锂容量仅有372 m Ah/g,不能满足高性能锂离子电池发展的需求。硅负极材料由于理论容量高（高达4200 m Ah/g,是当前商用石墨负极的十倍以上）、放电电位低、储量丰富的优点,被认为是最有发展前景的锂离子电池负极材料之一。但作为锂离子电池负极材料,硅在充放电循环中会产生高达300%的膨胀效应,且硅作为半导体,电子电导率很低,这两大问题极大地限制了硅负极的发展。本文以光伏行业废弃硅微粉为原料,采用有机物碳源热裂解对硅进行包覆制备硅基碳复合材料。通过引入具有良好机械性能的碳作为第二相来缓解硅材料的膨胀效应,并且碳也能够增加复合材料的整体导电率,进一步改善硅负极材料的电化学性能。通过对硅微粉进行氧化热处理制备Si/SiOx复合物,分别采用酚醛树脂和沥青作为热裂解碳源对其进行包覆制备硅基碳复合材料,通过测试比较确定酚醛树脂为最优热解碳源。以酚醛树脂为碳前驱体,在不同温度和加热速度下制备了硅基碳复合负极材料,并对其进行电化学测试,通过比较测试确定最佳制备工艺:热解温度为850℃,加热速率为5℃/min,热解时间为120min,在此条件下制备了硅碳复合负极材料并进行电化学测试,首次容量能达到1135 m Ah/g,在100个循环后,负极材料的容量为816 m Ah/g,容量保持率达到了71.9%。为了进一步增强负极材料的循环稳定性,以上述制备的酚醛树脂包覆硅基碳负极材料为基础,再一次使用沥青进行有机碳包覆,制备二次碳包覆的硅基碳复合负极材料。经过沥青二次包覆制备的负极材料的首次容量能达到1180 m Ah/g,在150个循环后,负极材料的容量为950 m Ah/g,容量保持率达到了80.5%,沥青二次包覆可有效增强负极材料的循环稳定性。
燕溪溪,李奕怀,吴敏昌,乔永民,王利军[9]（2016）在《废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料》文中研究说明以废旧汽车刹车片为原料,在N2气氛下600～1 000?C热解制得硬炭材料。以酚醛树脂为对比实验,通过热重分析（Thermal gravimetric analysis）、扫描电子显微镜（Scanning electron mcroscope）、X射线衍射仪（X-ray diffraction）、红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）分析、拉曼光谱（Raman spectroscopy）分析等测试手段对硬炭进行表征,并分别对将2种材料作为锂离子电池负极材料制备的扣式电池进行充放电性能测试。测试结果表明:热解温度对硬炭结构和充放电性能有一定的影响,在600～1 600?C温度范围内,热解碳在1 300?C条件下表现最优充放电性能,可逆容量和库伦效率分别为112.05 m A·h/g和52.31%,倍率和循环容量保持率分别达到87.23%和64.39%;对比酚醛树脂在最佳热解条件1 200?C的充放电数据,即可逆容量和首次库伦效率分别为189.26 m A·h/g和58.45%,倍率和循环的容量保持率分别为51.52%和55.12%。因此,废旧汽车刹车片热解碳在实际应用中具有较好回收价值。
王凯[10]（2016）在《纳米掺杂沥青包覆改性锂离子负极材料的制备与性能研究》文中指出锂离子电池的高能、清洁、便捷使其越来越受广大消费者青睐,其市场占有率更是遥遥领先于其他电池产品。国内外对锂离子负极材料进行的包覆实验数不胜数,但大多是实验室小规模的进行实验。本文旨在探索出一种新型生产锂离子负极复合材料的生产工艺,对球形石墨进行不同量的沥青包覆、同时掺杂CNTs和纳米Si粉的工艺进行研究,并进行SEM、XRD、IR、充放电循环、循环伏安法、阻抗等分析,以改善电池比容量、循环性能和导电性能。SEM分析结果表明,包覆后石墨表面沟壑、凹坑等缺陷减少;XRD测试表明,单独沥青包覆、或掺杂CNTs和纳米Si后并没有改变石墨材料的晶体结构,但是减弱了石墨特征峰强度。IR测试表明,沥青焦炭成功包覆到石墨表面,出现沥青焦炭具有的特征峰,减少了石墨材料表面的C-O、C=O等键,复合材料表面对红外光线吸收率降低。恒流充放电循环测试结果表明,用一定量的沥青包覆球形石墨,材料的比容量有明显的提高,包覆量在一定范围内,随着包覆量的增多复合材料比容量和循环性能均有所提升。沥青包覆试样PC-177在首次放电达到506.5mAh/g的比容量,首次库仑效率为81.3%,50次循环后容量仍有368.8mAh/g;掺杂CNTs后复合材料比容量随CNTs含量的增加而增加,循环性能也较好,试样1%CNTs首次放电比容量为549.6mAh/g,首次库仑效率为80.3%,50次循环后保留395.9mAh/g的比容量;掺杂纳米Si粉的复合材料随着Si含量的增加比容量和循环性能均有所增加,试样2%Si的首次放电比容量为424.4mAh/g,首次库仑效率高达92.2%,50次循环过后保留容量为335.6mAh/g。但是由于复合材料存在一些缺陷组织结构,使其大倍率性能较差。循环伏安法测试结果表明,沥青包覆及碳纳米管的掺杂降低了插嵌电压,纳米Si粉的掺杂导致复合材料需在较高的电压下才能进行插嵌和脱嵌。交流阻抗测试结果表明,包覆层的疏松多孔组织结构的存在,能提高锂离子通过SEI膜的速率,降低了复合材料的阻抗。CNTs的掺杂提高了材料的离子扩散率,纳米Si粉的掺杂提高了材料电荷转移率。
二、酚醛树脂裂解炭用作锂离子电池负极材料的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、酚醛树脂裂解炭用作锂离子电池负极材料的研究（论文提纲范文）
（1）锂离子电池碳负极材料的性能特点及导电聚并苯多孔碳材料的制备方法（论文提纲范文）
| 1 常见的碳负极材料 |
| 1.1 天然石墨材料 |
| 1.2 人工石墨材料-中间相碳微球 |
| 1.3 无定形碳材料 |
| 1.3.1 沥青热裂解碳材料 |
| 1.3.2 糖焦化碳材料 |
| 1.3.3 聚合物热解碳 |
| 2 酚醛树脂热裂解制备多孔碳材料 |
| 2.1 发泡剂发泡法 |
| 2.1.1 氯化锌发泡法 |
| 2.1.2 乙醇发泡法 |
| 2.1.3 正戊烷发泡法 |
| 2.2 模板法 |
| 3 结束语 |
（2）VA族纳米电极材料的设计合成及储锂性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池 |
| 1.3 锂离子电池负极材料研究进展 |
| 1.4 小结与研究思路 |
| 第二章 锑@氮掺杂碳纳米棒的制备及其储锂性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验药品及仪器 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 碳纳米管包覆磷酸铋@碳纳米粒子的制备及其储锂性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验药品及仪器 |
| 3.3 实验步骤 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 论文总结 |
| 4.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 硕士期间发表的论文 |
（3）硅基纳米复合材料电弧法合成及其电化学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 锂离子电池简介 |
| 1.1.1 锂离子电池的发展历史 |
| 1.1.2 锂离子电池的结构及工作原理 |
| 1.1.3 锂离子电池的特点 |
| 1.2 锂离子电池负极材料的研究概况 |
| 1.3 锂离子电池硅基负极材料的研究进展 |
| 1.3.1 硅基负极材料简介 |
| 1.3.2 硅基负极材料性能提升方案 |
| 1.4 相关理论计算 |
| 1.5 本文主要研究思路与内容 |
| 1.5.1 研究目的与意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 实验仪器及方法 |
| 2.1 实验原材料与仪器 |
| 2.2 直流电弧放电等离子体法制备纳米材料 |
| 2.2.1 等离子体概述及光谱诊断 |
| 2.2.2 直流电弧放电等离子体法制备纳米粉体 |
| 2.3 锂离子电池电极的制备与组装 |
| 2.3.1 锂离子电池电极的制备 |
| 2.3.2 锂离子电池的组装 |
| 2.4 材料结构形貌表征及测试设备 |
| 2.4.1 形貌和结构表征手段 |
| 2.4.2 电化学测试分析设备 |
| 3 硅-碳纳米复合材料的制备及电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 酚醛树脂基无定形碳包覆硅纳米片的制备及电化学性能 |
| 3.2.1 实验部分 |
| 3.2.2 Si NSs@C纳米复合材料的相、碳含量和微结构 |
| 3.2.3 Si NSs@C纳米复合材料电极的电化学性能 |
| 3.3 三维多孔碳支撑硅纳米片复合材料的制备及电化学性能 |
| 3.3.1 实验部分 |
| 3.3.2 GC、PC和Si/PC复合材料的微结构、相组成及组分 |
| 3.3.3 Si/PC复合材料电极的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多形态硅-铜纳米复合材料的制备及电化学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 硅-铜纳米复合材料粉体的相组成、成分和形貌 |
| 4.3.2 直流电弧放电等离子体的光学发射光谱 |
| 4.3.3 直流电弧放电等离子下多形态硅-铜纳米结构的形成原理 |
| 4.3.4 硅-铜纳米复合材料电极的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 硅/陶瓷/碳多相复合材料的制备及电化学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Si/SiC/C纳米复合材料的制备及电化学性能 |
| 5.2.1 实验部分 |
| 5.2.2 Si/SiC/C纳米复合材料粉体的相和微结构 |
| 5.2.3 Si/SiC/C纳米复合材料电极的电化学性能 |
| 5.3 (Si@Si_3N_4)/Graphene复合材料的制备及电化学性能 |
| 5.3.1 实验部分 |
| 5.3.2 Si@Si_3N_4NPs和(Si@Si_3N_4)/Gr NCs的相与微结构 |
| 5.3.3 Si@Si_3N_4NPs与(Si@Si_3N_4)/Gr NCs的形成机制 |
| 5.3.4 Si@Si_3N_4NPs和(Si@Si_3N_4)/Gr NCs电极的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论、创新点与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）二氧化锡及碳化钼与碳复合负极材料的制备和锂电性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的结构和工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池的优势与劣势 |
| 1.3 锂离子电池正极材料 |
| 1.4 锂离子电池负极材料 |
| 1.4.1 碳材料 |
| 1.4.2 硅基负极 |
| 1.4.3 钛酸锂负极 |
| 1.4.4 二氧化锡基负极 |
| 1.4.5 碳化钼基负极 |
| 1.5 本论文的选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 本论文的选题意义及研究目的 |
| 1.5.2 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料表征的主要设备 |
| 2.3 材料的物理性能表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜分析 |
| 2.3.2 透射电子显微镜分析 |
| 2.3.3 X射线衍射分析 |
| 2.3.4 拉曼光谱分析 |
| 2.3.5 热重分析 |
| 2.3.6 氮气吸脱附测试 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱分析 |
| 2.4 材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 循环伏安测试 |
| 2.4.2 恒流充放电测试 |
| 2.4.3 交流阻抗测试 |
| 第三章 介孔碳包覆二氧化锡亚微米盒负极材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验方案的设计 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.2.3 电池组装 |
| 3.2.4 材料结构形貌表征和电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的结构与形貌表征 |
| 3.3.2 材料的电化学性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 介孔Mo_2C/氮掺杂碳纳米管负极材料的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验方案的设计 |
| 4.2.2 材料的制备 |
| 4.2.3 电池组装 |
| 4.2.4 材料结构形貌表征和电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的结构与形貌表征 |
| 4.3.2 材料的电化学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）中空核壳结构铁氧化物/碳纳米复合材料的制备及在锂离子电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展简史 |
| 1.2.2 锂离子电池的结构及工作原理 |
| 1.3 锂离子电池的电极材料 |
| 1.3.1 正极材料 |
| 1.3.2 负极材料 |
| 1.4 铁氧化物作为锂离子电池负极材料的研究现状及进展 |
| 1.4.1 各类铁氧化物纳米材料 |
| 1.4.2 空腔结构的铁氧化物材料 |
| 1.4.3 铁氧化物/碳复合材料 |
| 1.5 本论文的选题依据和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 核壳结构的Fe_3O_4纳米管/碳复合材料的制备及锂离子电池性能的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂及仪器 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 产物的表征 |
| 2.2.4 电极片的制备 |
| 2.2.5 扣式电池的组装与性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构与形貌表征 |
| 2.3.2 电化学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 核壳结构的链状Fe_3O_4、Fe_2SiO_4/碳复合材料的制备及锂离子电池性能的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂及仪器 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.2.3 产物的表征 |
| 3.2.4 电极片的制备 |
| 3.2.5 扣式电池的组装与性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌表征 |
| 3.3.2 电化学性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 核壳结构的立方块状Fe_3O_4/碳复合材料的制备及锂离子电池性能的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂及仪器 |
| 4.2.2 材料的制备 |
| 4.2.3 产物的表征 |
| 4.2.4 电极片的制备 |
| 4.2.5 扣式电池的组装与性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构与形貌表征 |
| 4.3.2 电化学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（6）钠离子电池硬炭负极材料和电极的研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钠离子电池概述 |
| 1.3 钠离子电池负极材料 |
| 1.3.1 碳基材料 |
| 1.3.2 合金材料 |
| 1.3.3 金属氧化物 |
| 1.3.4 磷系材料 |
| 1.4 钠离子电池硬炭负极材料的研究进展 |
| 1.4.1 层间距/微晶结构调控 |
| 1.4.2 形貌调控 |
| 1.4.3 多孔结构调控 |
| 1.4.4 杂原子掺杂 |
| 1.5 硬炭材料的储钠机制研究 |
| 1.5.1 “嵌入-吸附”机制 |
| 1.5.2 “吸附-填充”机制 |
| 1.5.3 “吸附-嵌入”机制 |
| 1.6 硬炭电极的研究 |
| 1.7 本课题的研究思路和主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 钠离子电池生物质硬炭负极材料的制备与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 生物质硬炭的制备 |
| 2.3 生物质硬炭的形貌与结构 |
| 2.4 生物质硬炭的电化学储钠性能 |
| 2.4.1 电极的制备及电池的装配 |
| 2.4.2 生物质硬炭的电化学储钠性能 |
| 2.5 生物质硬炭的储钠动力学分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 钠离子电池硬炭负极材料的储钠机制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硬炭材料的制备 |
| 3.3 硬炭材料的形貌与结构 |
| 3.4 硬炭材料的电化学储钠行为和性能 |
| 3.4.1 电极的制备及电池的装配 |
| 3.4.2 硬炭材料的电化学储钠行为分析 |
| 3.5 硬炭材料的电化学储钠机制分析 |
| 3.6 储钠机制对硬炭材料的循环和倍率性能的影响 |
| 3.7 硬炭材料的电化学储钠模型 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于石墨烯导电成型剂的钠离子电池柔性炭电极的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 以石墨烯为导电成型剂的柔性炭电极的制备 |
| 4.2.1 氧化石墨烯的制备 |
| 4.2.2 以石墨烯为导电成型剂的硬炭-石墨烯复合电极的制备 |
| 4.3 以石墨烯为导电成型剂的柔性炭电极的形貌与结构 |
| 4.4 以石墨烯为导电成型剂的柔性炭电极的电化学性能 |
| 4.4.1 电池的装配及电化学性能测试 |
| 4.4.2 以石墨烯为导电成型剂的柔性炭电极的电化学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于MXene导电成型剂的钠离子电池柔性炭电极的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 以MXene为导电成型剂的柔性炭电极的制备 |
| 5.2.1 MXene的制备 |
| 5.2.2 以MXene为导电成型剂的柔性炭电极的制备 |
| 5.3 以MXene为导电成型剂的柔性炭电极的形貌和结构 |
| 5.4 以MXene为导电成型剂的柔性炭电极的电化学性能 |
| 5.4.1 电池的装配及电化学性能测试 |
| 5.4.2 以MXene为导电成型剂的柔性炭电极的储钠性能 |
| 5.4.3 以MXene为导电成型剂的柔性炭电极的储钾性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 论文及专利 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（7）锂离子电池硅基负极材料的制备与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 引言 |
| 1.1 锂离子电池简介 |
| 1.1.1 锂离子电池概述 |
| 1.1.2 锂离子电池的优缺点与应用 |
| 1.2 锂离子电池的电极材料 |
| 1.2.1 正极材料 |
| 1.2.2 负极材料 |
| 1.2.2.1 碳材料 |
| 1.2.2.2 过渡金属氧化物负极材料 |
| 1.2.2.3 锡基负极材料 |
| 1.2.2.4 复合材料 |
| 1.3 硅基负极材料 |
| 1.3.1 纳米硅 |
| 1.3.2 硅基复合材料 |
| 1.3.3 其他方面的优化 |
| 1.4 本课题的研究目的及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验原理和方法 |
| 2.1 实验所用的试剂和材料 |
| 2.1.1 实验所用试剂清单 |
| 2.1.2 实验所用材料清单 |
| 2.2 材料表征方法和技术 |
| 2.2.1 X-射线衍射技术 |
| 2.2.2 热分析技术 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.5 拉曼光谱技术 |
| 2.2.6 比表面积和孔径分布测试 |
| 2.3 电化学测试原理和方法 |
| 2.3.1 电极的制备 |
| 2.3.2 扣式电池的组装 |
| 2.3.3 恒电流充放电测试 |
| 2.3.4 循环伏安测试 |
| 参考文献 |
| 第三章 高温热解法制备硅碳复合材料及其电化学性能探究 |
| 3.1 不同硅原料合成硅碳复合材料及电化学性能测试 |
| 3.1.1 材料的合成 |
| 3.1.2 材料的表征 |
| 3.1.3 材料的电化学性能测试 |
| 3.2 不同硅负载量对硅碳复合材料性能的影响 |
| 3.2.1 材料的合成 |
| 3.2.2 材料的表征 |
| 3.2.3 材料的电化学性能测试 |
| 3.3 不同热解温度对硅碳复合材料性能的影响 |
| 3.3.1 材料的合成 |
| 3.3.2 材料的表征 |
| 3.3.3 材料的电化学性能测试 |
| 3.4 不同的分散条件对硅碳复合材料性能的影响 |
| 3.4.1 材料的合成 |
| 3.4.2 材料的表征 |
| 3.4.3 材料的电化学性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 化学气相沉积法制备硅碳复合材料及其电化学性能探究 |
| 4.1 高能球磨和化学气相沉积合成工艺的探究 |
| 4.1.1 材料的合成 |
| 4.1.2 材料的表征 |
| 4.1.3 材料的电化学性能测试 |
| 4.2 不同硅负载量对硅碳复合材料性能的影响 |
| 4.2.1 材料的合成 |
| 4.2.2 材料的表征 |
| 4.2.3 材料的电化学性能测试 |
| 4.3 不同球磨时间对硅碳复合材料性能的影响 |
| 4.3.1 材料的合成 |
| 4.3.2 材料的表征 |
| 4.3.3 材料的电化学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 今后的研究方向 |
| 作者攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）锂离子电池硅碳复合负极材料制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池介绍与分类 |
| 1.2.2 锂离子电池发展前景 |
| 1.2.3 锂离子电池结构及原理 |
| 1.2.4 正极材料 |
| 1.2.5 负极材料 |
| 1.3 锂离子电池硅基负极材料研究现状 |
| 1.3.1 储锂机理 |
| 1.3.2 硅负极材料应用缺点及改性 |
| 1.3.3 硅基碳复合负极材料 |
| 1.4 本文研究内容及意义 |
| 第二章 试验材料及方法 |
| 2.1 实验仪器及试剂 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 实验原理 |
| 2.2.2 酚醛树脂热解包覆硅基碳复合材料制备 |
| 2.2.3 沥青热解包覆硅基碳复合材料制备 |
| 2.3 复合材料的结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 X射线荧光光谱分析(XRF) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.3.5 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.6 热重/差热(TG/DTA)分析测试 |
| 2.4 硅基碳复合负极材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 半电池制备 |
| 2.4.2 恒流充放电测试 |
| 2.4.3 循环伏安测试 |
| 第三章 Si/C复合负极材料的制备及电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Si/SiO_x复合物制备及其表征 |
| 3.3 热解碳包覆硅负极材料制备及其表征 |
| 3.3.1 酚醛树脂热裂解制备硅基碳复合材料及其表征 |
| 3.3.2 沥青热裂解制备硅基碳复合材料及其表征 |
| 3.4 Si/C复合负极材料的电化学性能测试 |
| 3.4.1 不同热解碳包覆材料的电化学性能 |
| 3.4.2 不同热裂解温度包覆材料的电化学性能 |
| 3.4.3 不同加热速率包覆材料的电化学性能 |
| 3.4.4 最优化条件制备负极材料的电化学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 沥青二次包覆Si/C复合材料制备及性能研究 |
| 4.1 沥青的性质及炭化机理研究 |
| 4.1.1 沥青的化学组成 |
| 4.1.2 沥青的炭化机理 |
| 4.2 沥青二次包覆Si/C复合材料的制备及表征 |
| 4.3 沥青二次包覆Si/C复合材料的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（9）废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 实验部分 |
| 1.1 仪器与试剂 |
| 1.2 刹车片及酚醛树脂热解碳的制备 |
| 1.3 扣式电池制备 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 汽车刹车片和酚醛树脂热失重(TG)分析 |
| 2.2 刹车片和酚醛树脂热解碳的结构表征 |
| 2.2.1 表面形貌及能谱分析 |
| 2.2.2 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.3 红外光谱(FT-IR)分析 |
| 2.2.4 拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.3 电化学性能分析 |
| 2.3.1 恒流充放电特性 |
| 2.3.2 倍率特性研究 |
| 2.3.3 循环性能研究 |
| 3 结论 |
（10）纳米掺杂沥青包覆改性锂离子负极材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.4 锂离子电池材料 |
| 1.4.1 正极材料 |
| 1.4.2 电解液 |
| 1.4.3 隔膜 |
| 1.4.4 负极材料 |
| 1.5 球形石墨负极材料的改性方法 |
| 1.5.1 球形石墨包覆改性处理 |
| 1.5.2 石墨包覆处理的机理 |
| 1.5.3 包覆改性处理的研究现状 |
| 1.6 本论文选题依据和研究内容 |
| 第2章 实验设备、材料及方法 |
| 2.1 实验材料、设备及方法 |
| 2.2 材料性能测试 |
| 2.2.1 环境扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.3 红外光谱分析 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 第3章 沥青包覆球形石墨的制备与性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 SEM分析 |
| 3.2.2 XRD分析 |
| 3.2.3 IR分析 |
| 3.2.4 充放电及循环性能测试 |
| 3.2.5 循环伏安测试 |
| 3.2.6 交流阻抗测试 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CNTs掺杂复合材料的制备与性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 SEM分析 |
| 4.2.2 XRD分析 |
| 4.2.3 IR分析 |
| 4.2.4 充放电及循环性能测试 |
| 4.2.5 循环伏安测试 |
| 4.2.6 交流阻抗测试 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 纳米Si掺杂复合材料的制备与性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 SEM分析 |
| 5.2.2 XRD分析 |
| 5.2.3 IR分析 |
| 5.2.4 充放电及循环性能测试 |
| 5.2.5 循环伏安测试 |
| 5.2.6 交流阻抗测试 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、酚醛树脂裂解炭用作锂离子电池负极材料的研究（论文参考文献）
- [1]锂离子电池碳负极材料的性能特点及导电聚并苯多孔碳材料的制备方法[J]. 李雪,董宣,路乃群,王存国. 化工科技, 2021(01)
- [2]VA族纳米电极材料的设计合成及储锂性能研究[D]. 冯平. 东华大学, 2020(01)
- [3]硅基纳米复合材料电弧法合成及其电化学性能[D]. 梁静爽. 大连理工大学, 2020(07)
- [4]二氧化锡及碳化钼与碳复合负极材料的制备和锂电性能研究[D]. 陈东. 合肥工业大学, 2020(02)
- [5]中空核壳结构铁氧化物/碳纳米复合材料的制备及在锂离子电池中的应用[D]. 胡钦. 扬州大学, 2019(02)
- [6]钠离子电池硬炭负极材料和电极的研究[D]. 孙宁. 北京化工大学, 2019(06)
- [7]锂离子电池硅基负极材料的制备与电化学性能研究[D]. 杨静芳. 厦门大学, 2018(02)
- [8]锂离子电池硅碳复合负极材料制备及性能研究[D]. 宋爱利. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [9]废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料[J]. 燕溪溪,李奕怀,吴敏昌,乔永民,王利军. 上海第二工业大学学报, 2016(03)
- [10]纳米掺杂沥青包覆改性锂离子负极材料的制备与性能研究[D]. 王凯. 南昌大学, 2016(03)