氮掺杂碳材料的制备及其电化学性能研究

硕士学位论文

摘要 ..................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)

1.1锂离子电池概述 (1)

1.1.1锂离子电池的构成 (1)

1.1.2锂离子电池的工作原理 (2)

1.2锂离子电池负极材料概述 (3)

1.2.1锂离子电池负极材料的类型 (3)

1.2.2碳负极材料的种类 (3)

1.3碳负极材料的改性研究 (7)

1.3.1多孔碳材料 (7)

1.3.2碳复合材料 (9)

1.3.3杂原子掺杂 (11)

1.4氮掺杂碳材料的研究 (13)

1.5离子液体聚合物前驱体的研究 (14)

1.6本文的研究依据与内容 (15)

1.6.1选题依据 (15)

1.6.2研究内容 (16)

第2章实验部分 (17)

2.1样品的制备 (17)

2.2材料结构表征 (18)

2.2.1扫描电子显微镜(SEM) (18)

2.2.2透射电子显微镜(TEM) (19)

2.2.3热分析(TG/DSC) (19)

2.2.4 X射线衍射分析(XRD) (19)

2.2.5 X射线光电子能谱分析(XPS) (19)

2.2.6 氮气吸附等温线测试 (20)

氮掺杂碳材料的制备及其电化学性能研究

2.3电化学性能测试 (20)

2.3.1电池组装 (20)

2.3.2充放电测试 (21)

2.3.3循环伏安法测试(CV) (21)

2.3.4交流阻抗测试(EIS) (22)

第3章离子液体共聚物制备氮掺杂碳材料及性能 (23)

3.1实验部分 (23)

3.1.1样品制备过程 (23)

3.1.2样品组成与结构表征 (24)

3.1.3样品电化学性能测试 (24)

3.2结果与讨论 (24)

3.2.1氮掺杂碳材料的扫描电镜分析(SEM) (24)

3.2.2氮掺杂碳材料的XRD分析 (25)

3.2.3氮掺杂碳材料的BET分析 (26)

3.2.4氮掺杂碳材料的XPS分析 (26)

3.2.5氮掺杂碳材料的阻抗分析(EIS) (28)

3.2.6氮掺杂碳材料循环伏安曲线分析(CV) (28)

3.2.7氮掺杂碳材料的恒流充放电曲线分析 (29)

3.2.7氮掺杂碳材料的倍率性能分析 (30)

3.3小结 (30)

第4章碳材料中氮元素类型和含量的调控 (31)

4.1实验部分 (31)

4.1.1样品制备 (31)

4.1.2样品组成与结构表征 (31)

4.1.3样品电化学性能测试 (31)

4.2结果与讨论 (31)

4.2.2样品的XRD分析 (32)

4.2.3样品的XPS分析 (33)

4.2.4样品的恒流充放电曲线分析 (35)

4.2.5样品的循环伏安曲线分析(CV) (36)

硕士学位论文

4.2.6样品的倍率性能分析 (37)

4.2.7样品的阻抗分析(EIS) (37)

4.3小结 (38)

第5章氮掺杂碳材料的优化 (40)

5.1实验部分 (40)

5.1.1样品的制备 (40)

5.1.2样品结构与形貌表征 (40)

5.1.3样品电化学性能测试 (41)

5.2碳钴复合材料的结果与讨论 (41)

5.2.1碳钴复合材料的XRD分析 (41)

5.2.2碳钴复合材料的扫描电镜分析(SEM) (41)

5.2.3碳钴复合材料的透射电镜分析(TEM) (42)

5.2.4碳钴复合材料循环伏安曲线分析(CV) (43)

5.2.5碳钴复合材料恒流充放电曲线分析 (43)

5.2.6碳钴复合材料倍率性能分析 (44)

5.2.7碳钴复合材料阻抗分析(EIS) (44)

5.3氮掺杂碳材料活化的结果与讨论 (45)

5.3.1氮掺杂碳材料活化后的扫描电镜分析(SEM) (45)

5.3.2氮掺杂碳材料活化后的循环伏安曲线分析(CV) (46)

5.3.3氮掺杂碳材料活化后的恒流充放电曲线分析 (47)

5.3.4氮掺杂碳材料活化后的倍率性能分析 (47)

5.4小结 (48)

结论 (49)

参考文献 (50)

致谢 (59)

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 (60)