闫磊:生物质基硬炭的制备及其在钠离子电池中的应用研究论文

闫磊:生物质基硬炭的制备及其在钠离子电池中的应用研究论文

本文主要研究内容

作者闫磊(2019)在《生物质基硬炭的制备及其在钠离子电池中的应用研究》一文中研究指出:随着社会的发展,能源互联网时代即将到来,其中大规模储能电站将起到枢纽作用。虽然锂离子电池的商业化已经非常成熟,但由于其资源和价格问题,很难成为大规模储能电站的选择。钠与锂性质相近,资源丰富、价格低廉,使钠离子电池成为储能电站的优先选择。硬炭尤其是生物质基硬炭被认为是最可能商业化的钠离子电池负极材料,但是生物质基硬炭的制备工艺还存在一定的问题,如:前驱体杂质多、制备时间长等。本文针对其中两个问题进行了创新,制备生物质基硬炭负极材料并探究了其储钠性能。首先,我们采用生物质废弃物芦苇秸秆(RS)作为前驱体,制备硬炭电极材料用于钠离子电池负极。针对天然生物质前驱体中含有较多杂质问题,我们选用简单的水热处理的方法代替传统的直接炭化后的酸洗、水洗过程,有效地去除了生物质前驱体中的杂质元素。水热处理之后,通过调控炭化温度,改变芦苇秸秆的内部结构,探究微观结构与其储钠性能的关系。结果表明,样品RS-1300在电流密度0.1 C下提供了最高的可逆容量372.0 mAh g-],在0.4 C电流密度下循环200圈后容量剩余283.8 mAh g-1,容量保留率为84%,展现了优良的储钠性能。结合微观表征和电化学数据分析,我们总结了芦苇秸秆基硬炭的储钠机理。淀粉、蔗糖价格低廉、来源广泛,但其炭化过程存在的严重发泡问题,限制了其在储能领域的应用。我们通过简单的喷雾干燥的方法制备氧化石墨烯(GO)/淀粉复合微球,通过一步炭化法得到形貌良好的单分散炭微球,将其作为负极材料组装钠离子电池。探究了不同GO含量对淀粉/GO复合微球炭化过程中的发泡行为的抑制情况。结果表明,当GO的质量分数为10%的时候,复合炭微球的形貌和分散性足最好的。进一步探究了GO复合含量和炭化温度对复合炭微球结构和储钠性能的影响。通过表征和测试发现,样品ST10G-900的储钠性能最好,在0.1 C的电流密度下其可逆比容量可以达到343.1mAh g-1。

Abstract

sui zhao she hui de fa zhan ,neng yuan hu lian wang shi dai ji jiang dao lai ,ji zhong da gui mo chu neng dian zhan jiang qi dao shu niu zuo yong 。sui ran li li zi dian chi de shang ye hua yi jing fei chang cheng shou ,dan you yu ji zi yuan he jia ge wen ti ,hen nan cheng wei da gui mo chu neng dian zhan de shua ze 。na yu li xing zhi xiang jin ,zi yuan feng fu 、jia ge di lian ,shi na li zi dian chi cheng wei chu neng dian zhan de you xian shua ze 。ying tan you ji shi sheng wu zhi ji ying tan bei ren wei shi zui ke neng shang ye hua de na li zi dian chi fu ji cai liao ,dan shi sheng wu zhi ji ying tan de zhi bei gong yi hai cun zai yi ding de wen ti ,ru :qian qu ti za zhi duo 、zhi bei shi jian chang deng 。ben wen zhen dui ji zhong liang ge wen ti jin hang le chuang xin ,zhi bei sheng wu zhi ji ying tan fu ji cai liao bing tan jiu le ji chu na xing neng 。shou xian ,wo men cai yong sheng wu zhi fei qi wu lu wei jie gan (RS)zuo wei qian qu ti ,zhi bei ying tan dian ji cai liao yong yu na li zi dian chi fu ji 。zhen dui tian ran sheng wu zhi qian qu ti zhong han you jiao duo za zhi wen ti ,wo men shua yong jian chan de shui re chu li de fang fa dai ti chuan tong de zhi jie tan hua hou de suan xi 、shui xi guo cheng ,you xiao de qu chu le sheng wu zhi qian qu ti zhong de za zhi yuan su 。shui re chu li zhi hou ,tong guo diao kong tan hua wen du ,gai bian lu wei jie gan de nei bu jie gou ,tan jiu wei guan jie gou yu ji chu na xing neng de guan ji 。jie guo biao ming ,yang pin RS-1300zai dian liu mi du 0.1 Cxia di gong le zui gao de ke ni rong liang 372.0 mAh g-],zai 0.4 Cdian liu mi du xia xun huan 200juan hou rong liang sheng yu 283.8 mAh g-1,rong liang bao liu lv wei 84%,zhan xian le you liang de chu na xing neng 。jie ge wei guan biao zheng he dian hua xue shu ju fen xi ,wo men zong jie le lu wei jie gan ji ying tan de chu na ji li 。dian fen 、zhe tang jia ge di lian 、lai yuan an fan ,dan ji tan hua guo cheng cun zai de yan chong fa pao wen ti ,xian zhi le ji zai chu neng ling yu de ying yong 。wo men tong guo jian chan de pen wu gan zao de fang fa zhi bei yang hua dan mo xi (GO)/dian fen fu ge wei qiu ,tong guo yi bu tan hua fa de dao xing mao liang hao de chan fen san tan wei qiu ,jiang ji zuo wei fu ji cai liao zu zhuang na li zi dian chi 。tan jiu le bu tong GOhan liang dui dian fen /GOfu ge wei qiu tan hua guo cheng zhong de fa pao hang wei de yi zhi qing kuang 。jie guo biao ming ,dang GOde zhi liang fen shu wei 10%de shi hou ,fu ge tan wei qiu de xing mao he fen san xing zu zui hao de 。jin yi bu tan jiu le GOfu ge han liang he tan hua wen du dui fu ge tan wei qiu jie gou he chu na xing neng de ying xiang 。tong guo biao zheng he ce shi fa xian ,yang pin ST10G-900de chu na xing neng zui hao ,zai 0.1 Cde dian liu mi du xia ji ke ni bi rong liang ke yi da dao 343.1mAh g-1。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自天津工业大学的闫磊,发表于刊物天津工业大学2019-07-05论文,是一篇关于钠离子电池论文,硬炭负极论文,芦苇秸秆论文,淀粉论文,氧化石墨烯论文,天津工业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自天津工业大学2019-07-05论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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