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1、碩士學(xué)位論文生物多孔碳和鈷基硒化物的制備及電化學(xué)性能研究性能研究作者姓名連鑫學(xué)科專業(yè)凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師趙彥明教授所在學(xué)院物理與光電學(xué)院論文提交日期2018年4月Synthesisandelectrochemicalperformanceofbiochar-basedporouscarbonandcobalt-basedselenideADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LianXinSupervisor：Prof.ZhaoYanmingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,C
2、hina分類號(hào)：O469學(xué)校代號(hào)：10561學(xué)號(hào)：201520122405華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文生物多孔碳和鈷基硒化物的制備及電化學(xué)性能研究作者姓名：連鑫指導(dǎo)教師姓名、職稱：趙彥明教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：理學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：凝聚態(tài)物理研究方向：新型能源材料論文提交日期：2018年4月12日論文答辯日期：2018年5月31日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：馮兆慶委員：文德華朱瑞張向東劉雪梅摘要目前，鋰離子電池作為最成功的電化學(xué)儲(chǔ)能體系，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中。這主要是因?yàn)槠渚哂休^高的能量密度、循環(huán)壽命長及安全性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，鋰離子電池也被認(rèn)為是電動(dòng)汽
3、車儲(chǔ)能的最好選擇。因此，開發(fā)出高性能的鋰離子電池一直是科研工作者的工作重心。然而，有限的鋰資源必將是其發(fā)展過程中難以逾越的瓶頸。所以，現(xiàn)在人們?cè)趯?duì)鋰離子電池優(yōu)化的同時(shí)，也在尋找新的可替代的儲(chǔ)能體系。和鋰位于同一主族的鈉具有與鋰相似的理化性質(zhì)，且鈉資源儲(chǔ)量十分豐富，特別是在大型儲(chǔ)能領(lǐng)域，能量密度并非是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，因此開發(fā)鈉離子電池是一個(gè)合理的選擇。在鋰/鈉離子電池中，電極材料是決定其電化學(xué)性能的重要因素，所以人們一直致力于尋找新的電極材料進(jìn)一步提高電池的整體性能。本論文的主要研究?jī)?nèi)容為新型鋰/鈉離子電池負(fù)極材料的制備及其電化學(xué)性能。第一，生物多孔碳的制備及其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)
4、性能研究；第二，溶劑熱法合成納米花狀Co0.7Fe0.3Se2，將其作為鈉離子電池負(fù)極，研究多金屬的協(xié)同效應(yīng)對(duì)電化學(xué)性能的改善。我們利用“腌制法”對(duì)蝦進(jìn)行處理，在還原性氣氛下經(jīng)過退火燒結(jié)后用去離子水除去氯化鈉，最后得到多孔碳材料。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)蝦進(jìn)行腌制處理，讓氯化鈉均勻地進(jìn)入蝦的組織中，在退火過程中氯化鈉以納米顆粒的形式結(jié)晶于炭化物中，充當(dāng)一種綠色的“腐蝕劑”，經(jīng)過簡(jiǎn)單的超聲水洗便可輕易的除去。將此多孔碳材料制備成電極進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該材料作為鋰離子電池負(fù)極時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。利用溶劑熱法合成CoSe2，Co0.7Fe0.3Se2，F(xiàn)eSe2樣品，通過Rietveld精修確認(rèn)上述樣品
5、均為單相后，對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試，探究多金屬協(xié)同效應(yīng)是否能有效改善其電化學(xué)性能。測(cè)試結(jié)果表明，相對(duì)于單金屬的CoSe2和FeSe2樣品而言，Co0.7Fe0.3Se2樣品在做鈉離子電池負(fù)極是具備更加優(yōu)異的電化學(xué)性能，特別是在大電流密度測(cè)試下，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。此外，相比于碳酸酯類的電解液，使用醚類電解液更能保證這類鈷基硒化物的電化學(xué)性能。關(guān)鍵詞：鋰離子電池；鈉離子電池；負(fù)極；多孔碳；鈷基硒化物IABSTRACTCurrently,lithiumionbatteries(LIBs)canbeconsideredtobethemostsuccessfullydevelopedelectroc
6、hemicaltechnology,whichhavebeenwidelyusedinportableelectronicdevices.Thisismainlyduetotheirhighenergydensity,longcyclelifeandsuperiorsecurity.Atthesametime,LIBsareregardedasthebestchoicefortheelectricvehicles.Thus,thedevelopmentofhigh-performanceLIBshasalwaysbeenthefocusofscientificresearchers.Ho
7、wever,thelimitedlithiumresourceswillbethebottleneckintheprocess.Hence,peoplearealsolookingfornewalternativeenergystoragesystemwhileoptimizingtheLIBs.Comparedwithlithium,sodiumhassimilarphysicalandchemicalproperties.Wha
