| 题名 | 锂-空气电池正极用高性能碳基材料的研究 |
| 作者 | 李婧 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014-07-26 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张华民 |
| 学位专业 | 化学工程 |
| 中文摘要 | 论文首先以商业化碳材料为对象，研究并建立了大孔传质的理论认识。据此，采用碳酸钙为硬模板，蔗糖为碳源，制备了具有大孔-介孔分级孔分布的新型微米级“海绵状”碳材料。以其为基材所构筑的正极结构中，既有适合放电产物沉积的数十纳米级介孔，又有供氧气持续传输的微米级大孔，有效满足了产物沉积与反应物传质在孔道利用上的要求，最大限度地提高了材料的空间利用率。相比目前性能最优的商业化碳材料KB，其电极空间利用率提升约2.8倍，放电比容量提高近1倍。以上述工作为基础，通过氨气热处理，一步实现材料的孔结构优化及表面氮掺杂的催化功能修饰。通过氨气刻蚀扩孔，进一步在微米级碳颗粒内构建局部的氧传输通道。其中，800°C氨气处理碳材料其放电比容量达12,600 mAh/g，约为碳材料KB的4倍。同时，表面含氮基团对不稳定氧基团的部分取代，有效改善了反应界面的电化学稳定性。最后，将金属催化调控策略引入分级孔碳材料的开发，通过引入过渡金属铁、钴粒子作辅助模板，并借助过渡金属对炭的催化石墨化作用，制备高孔容、含痕量金属的新型富石墨烯结构复合碳基材料。材料的大孔径介孔孔容显著提高，放电比容量达到9260 mAh/g；电化学活性与稳定性均有一定提高。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 化学工程 |
| 公开日期 | 2014-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.238.44/handle/321008/119875]  |
| 专题 | 大连化学物理研究所_中国科学院大连化学物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李婧. 锂-空气电池正极用高性能碳基材料的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2014. |
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