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题名	杂原子掺杂多孔碳材料的制备及其储锂性能研究
作者	杜梦奇
答辩日期	2019
导师	朱福良
关键词	锂离子电池 多孔碳材料 杂原子掺杂 离子液体 电化学性能
学位名称	硕士
英文摘要	本论文以杂原子掺杂多孔碳为研究对象,通过简单、对环境无污染的方法制备了多种不同孔结构和不同杂原子掺杂的多孔碳材料,并通过多种结构表征和电化学表征研究其结构与电化学性能之间的联系。具体的研究内容如下:（1）以聚丙烯腈（PAN）为碳源,离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐（[EMIm]N（CN）2）为氮掺杂剂,利用自牺牲模板法成功制备了氮掺杂多孔碳。研究了氮掺杂多孔碳中自牺牲模板、离子液体对多孔碳的形貌、氮掺杂程度和状态以及其电化学性能的影响。结果表明,在800℃碳化的氮掺杂多孔碳具有3.8wt%的氮含量,并且主要以吡咯氮和吡啶氮的形式存在。作为锂离子电池的负极材料,它具有优异的电化学性能。在电流密度为0.1C下首次充电容量可达到1074.5mAh g-1,循环50圈后人保持在714.6mAh g-1。此外,在1C的电流密度下,可逆容量可达到427mAh g-1。（2）以葡萄糖为碳源、离子液体1-乙基-3甲基咪唑硫酸氢盐（[EMIm]HSO4）为氮硫共掺杂剂,利用盐模板法制备了氮硫共掺杂多孔碳。研究了不同碳化温度对制备的氮硫共掺杂多孔碳形貌、掺杂程度以及电化学性能的影响。结果表明,经800℃碳化的氮硫共掺杂多孔碳的氮含量和硫含量可分别达到2.32wt%和0.91wt%。电化学测试表明了800℃碳化的氮硫共掺杂多孔碳性能最佳。在电流密度为0.1A g-1下首次充电容量为1168.9mAh g-1,循环50圈后可逆容量保持在828.5mAh g-1。此外,在电流密度为1.5A g-1下循环1000圈后可逆容量仍达到了533mAh g-1。（3）基于上一章的研究,本章同样以葡萄糖为碳源、离子液体1-乙基-3甲基咪唑硫氢酸盐（[EMIm]HSO4）为氮硫共掺杂剂,利用不同的盐模板制备了氮硫共掺杂分级多孔碳。并研究了不同碳化温度下对所制备的氮硫共掺杂分级多孔碳的形貌、掺杂程度以及电化学性能的影响并进一步研究了氮和硫原子对碳材料电荷储存模式的影响以及锂离子电池中电容行为对循环稳定性的影响。结果表明,经800℃碳化的氮硫共掺杂分级多孔碳的氮含量和硫含量可分别达到4.66 wt%和1.83 wt%。电化学性能测试表明了800℃下碳化的氮硫共掺杂分级多孔碳性能最佳。在电流密度为0.1A g-1下首次充电容量为1958.8mAh g-1,循环120圈后可逆容量保持在987.7mAh g-1。另外,在电流密度为5 A g-1下循环5000圈,比容量依然保持在337.5 mAh g-1。
语种	中文
页码	74
URL标识	查看原文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94910]
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杜梦奇. 杂原子掺杂多孔碳材料的制备及其储锂性能研究[D]. 2019.

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