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《多孔碳球、碳纖維制備和電化學(xué)性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、學(xué)校代碼10530學(xué)號(hào)201110081271分類號(hào)TM912密級(jí)公開碩士學(xué)位論文多孔碳球、碳纖維制備和電化學(xué)性能研究學(xué)位申請(qǐng)人劉麗媚指導(dǎo)教師李江宇教授學(xué)院名稱材料與光電物理學(xué)院學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程研究方向新型能源材料與器件二〇一四年六月萬方數(shù)據(jù)Synthesisandelectrochemicalpropertiesofporouscarbonfibers/spheresCandidateLimeiLiuSupervisorProfessorJiangyuLiCollegeFacultyofMaterials,OptoelectronicsandPhysicsProgramM
2、aterialsScienceandEngineeringSpecializationNewEnergyMaterialsandDevicesDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversityDateJune,2014萬方數(shù)據(jù)湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：
3、日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要多孔碳材料因具有更加有效的充放電路徑，比較好的導(dǎo)電性和大量的鋰存儲(chǔ)的活性部位等優(yōu)點(diǎn)，將其用作鋰離子電池的負(fù)極材料具有較優(yōu)異的的電化學(xué)性能。傳統(tǒng)的制備多孔碳纖維/球的方法需要對(duì)材料進(jìn)行活化處理，其中包括復(fù)雜的
4、物理和化學(xué)處理工藝。而靜電紡絲/靜電噴霧是一種相對(duì)而言更為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)有效的新型制備方法。我們用經(jīng)濟(jì)環(huán)保的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)取代聚丙烯腈原料(PAN)作為碳的前驅(qū)體，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為造孔劑，通過三步熱處理工藝制備多孔碳纖維/球。這此過程中，需要綜合考慮兩種原料的熱處理溫度與時(shí)間，克服PVP在熱處理過程中容易發(fā)生熱收縮導(dǎo)致很難維持纖維/球的初始形貌的困難，最終得到多孔的結(jié)構(gòu)。本文主要以多孔碳微納纖維為研究對(duì)象，以分子量為130萬的PVP和分子量為9萬的PMMA為原材料，采用靜電紡絲法結(jié)合三步熱處理工藝，成功地制備出多孔碳微納纖維。經(jīng)過大量的熱處理對(duì)比實(shí)驗(yàn)和相關(guān)
5、TGA、SEM測(cè)試，最終確定了三步熱處理的溫度和時(shí)間。具體熱處理?xiàng)l件為：首先在150°C干燥24h，然后在280°C預(yù)氧化6h，最終在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下1000°C碳化4h。采用X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡和比表面積分析儀等測(cè)試手段系統(tǒng)分析了不同PVP/PMMA質(zhì)量比對(duì)多孔碳微納纖維的形貌和微觀結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)PVP:PMMA質(zhì)量比為3:2時(shí)得到的多孔碳微納纖維其孔的尺寸屬于介孔范圍，并且它的比表面積的值最大，在沒有進(jìn)行活化的情況下可達(dá)到2–1545.4m·g。以制備的多孔碳微納纖維作為負(fù)極材料，組裝成CR2025型扣式電池，采用電化學(xué)工作站和電池充放電測(cè)試儀系統(tǒng)研究了
6、不同PVP/PMMA質(zhì)量比得到的多孔碳微納纖維對(duì)電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：在0.1C充放電速率下，所有多孔碳微納纖維的可逆比容量比沒有加PMMA的碳微納纖維高，其中PVP/PMMA質(zhì)量比–1為3:2的多孔碳纖維的可逆比容量最高，50次循環(huán)之后比容量約為220mAh·g。本文制備的所有碳纖維樣品都有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。我們也嘗試采用分子量為3萬的PVP和分子量為9萬的PMMA為原材料，采用靜電噴霧法結(jié)合三步熱處理嘗試制備多孔碳球，由于碳纖維和碳球的形貌差別，相同的熱處理工藝不能成功制備出多孔碳微納球，但是通過改進(jìn)工藝條件并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)摸索，已經(jīng)得到了其熱處理的初步工藝參數(shù)。關(guān)鍵詞
7、：鋰離子電池；PVP；PMMA；靜電紡絲I萬方數(shù)據(jù)AbstractTheporouscarbonmaterialsusedasanodematerialsforlithiumionbatterieshavegoodelectrochemicalpropertiesduetoitseffectivediffusionpathwaysforLiions,reasonableelectricalconductivityandlargenumbersofactivesitesforLi-
