生物模板法构筑多级多孔结构电极材料及储锂性能的研究.pdf

导师签名:罔作者签名:夏阳作者签名:蟊户⒉槐C苡日期:州;年易月弓日浙江工业大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:≯,;年占月弓日日期:函秒年石月多日本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包含其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”
摘要备过程,成功合成出螺旋形多级多孔结构祁复合材料。研究结果表明,锂离子电池作为一种最有希望的绿色储能技术,已被广泛应用于各种电子设备和混合动力交通工具。然而,在实际应用中,锂离子电池通常存在电极材料比容构模型,通过将生物模板引入电极材料制备过程,探索生物模板对电极材料结构调控的影响因素,系统研究了基于生物模板的多级多孔微/纳复合结构对电极材料通过调控反应时间和值,研究了水热合成条件对逍蚊埠臀⒔峁沟成多级多孔微/纳复合结构的拇柑蹇帕#⑻岢觥靶魏耍啪郏宰樽芭帕解液提供更大的接触面积,增强锂离子的扩散能力。在在螺旋形“碳骨架砻婀钩伞U庵痔厥饨峁咕哂卸嘀赜攀疲阂环矫婵梢栽黾量低、循环衰减快、倍率性能不佳等问题。本论文针对上述问题,以正极材料偷ブ蔛,负极材料蚆为研究对象,设计多级多孔微/纳复合结的电化学性能影响。主要研究内容如下:状卫靡恢旨虮愕乃群铣晒ひ罩票赋龇拇感味嗉抖嗫譒材料。影响。研究结果表明:反应时间为小时,前驱体溶液值为时,”生长机制。通过树脂包埋技术对拇柑蹇帕G衅舯。猛干电镜芯苛丝帕D诓烤ЯV涞纳と∠蚬叵岛妥樽胺绞健5缁阅研究表明,这种多级多孔微/纳结构不仅具有优异的结构稳定性,可确保材料在服役过程中不会出现崩塌、脱落现象,同时其较高的比表面积,可为电极材料和电/倍率下,经过次循环,该材料放电容量仍可保持在痝以上;即使在高倍率条件下,其可逆容量仍高达痝以上,充分显示出多级多孔微/纳复合结构具有优异的循环稳定性和倍率性能。状谓ɑ钐迓菪逋弊魑I锬0搴吞荚丛灰隠的水热制利用藻类生物对金属离子具有诱导吸附特性,可将前驱体粒子均匀吸附在藻类表面,从而实现生物模板形貌和结构的精确复制。通过湎哐苌、高分辨投射电镜屠馄等微结构表征手段发现,这种复合材料是由擅拙ЯS行蚨鸦⑼ü獠恪疤纪毙纬啥嗉督峁梗卫蔚匾栏牧系谋缺砻婊涣硪环矫妫北Vち烁春喜牧暇哂辛己玫睦胱雍偷缱
较好的倍率性能堵氏拢赡嫒萘咳钥杀3衷状谓锬0宸ㄓ牖г〕粱相结合,成功在预碳化后花面积高、孔径分布丰富和导电性好。电化学测试表明,基于花粉为模板的缩短锂离子迁移距离,便于锂的快速嵌入和脱出。其次,多孔结构可以帮助电解液更好的润湿材料,提供更大的反应面积,并可调节由反复充放电引起的体积膨ü锬0宸ê鸵合嘟辗ń岷希⒄沽艘恢旨虮阒票钢锌涨蛐电力作用吸附前驱体离子;另一方面,由于它本身含有机物可作为可再生“绿色”碳源,在高温分解过程中可形成多孔碳。作为锂离子电池负极,该复合材料在锂离子扩散迁移能力;多孔结构可使电极材料更容易被电解液润湿,增大的电化导电性。因此,,可逆容量大于痝乓斓难肺榷ㄐ阅容量保持率接近,以及痝以上粉表面构建多级多孔∑竦弥锌涨蛐味嗉抖嗫譔/春系缂ú牧稀M过与无模板合成的多孔厶宥员龋酶春喜牧舷允境鼍薮蠼峁褂攀疲绫缺复合电极材料首次循环产生的不可逆容量仅为痝,ú牧稀T谘泛捅堵什馐灾校伪堵食浞诺绮馐院螅以花粉为模板的疌复合电极材料仍能给出高达痝的可逆放电比容量。如此优异的电化学性能可以归因于以下几方面原因。首先,擅妆∑捎行胀所导致的应力;第三,擅妆∑苯由ぴ诘嫉缍嗫滋蓟妆砻婵梢孕纬牢固的连接,有利于增强吞贾涞牡缃哟ィ跣》从Φ缱琛疌复合材料的新方法。利用、蚐认冉牧媳碚手段系统研究了中空球形疌复合材料的微结构,结果表明:大量擅颗粒被牢固钉扎在泡沫状多孔碳基体内形成一个具有渗透性的多级多孔外壳,并且该疌复合微球还具有典型的中空结构特征。研究发现采用微绿球藻作为生物模板,其扮演了多个角色:一方面它可以通过自身生物活性,利用细胞膜的静痝倍率下,经循环次后,容量保持率大于%,可逆容量高达同时在痝高倍率下,其可逆容量高于痝。疌复合材料优异的电化学性能主要来自于以下几个方面:擅卓帕?伤醵田胱拥睦┥⒙肪