2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、當(dāng)今人類社會(huì)面臨能源危機(jī)、環(huán)境污染等問題,太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源太過依賴于自然條件,具有不穩(wěn)定的特點(diǎn),其實(shí)際應(yīng)用則需要一個(gè)安全可靠的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。電化學(xué)儲(chǔ)能在清潔能源的儲(chǔ)存和利用上起到了很重要的作用,其中鈉離子電池是最有希望應(yīng)用于電化學(xué)規(guī)模儲(chǔ)能的技術(shù)之一,而電極材料的研究是鈉離子電池研究的關(guān)鍵。鈉離子電池負(fù)極材料的主要研究方向之一是硬碳材料,為了尋求高比能量的硬碳負(fù)極材料,本文分別以生物質(zhì)柚子皮和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀聚吡咯為前驅(qū)體,系統(tǒng)研究了磷酸

2、活化、材料比表面積和粘結(jié)劑等因素對(duì)硬碳材料儲(chǔ)鈉性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
  首先,本文以生物質(zhì)柚子皮為前驅(qū)體,通過活化和熱解的方法制備硬碳材料。磷酸活化不僅可以在硬碳材料上制造出豐富的孔結(jié)構(gòu),還能夠在硬碳材料表面引入大量的官能團(tuán)。結(jié)果表明,700oC熱解磷酸活化的柚子皮成功得到了高比容量的硬碳材料。在200mAg?1的電流密度下,循環(huán)220圈之后,容量仍然保持在了181mAhg?1的可逆比容量,效率在99%以上,容量保

3、持率在84.6%左右,表現(xiàn)出優(yōu)秀的循環(huán)性能,在5Ag?1的大電流充放電的條件下,容量仍然有71mAhg?1的可逆比容量。磷酸活化和熱解柚子皮成功得到了一種低成本、大批量制備高性能鈉離子電池負(fù)極材料的方法。
  其次,為了研究材料的比表面積與儲(chǔ)鈉性能之間的關(guān)系,我們以交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀的聚吡咯為前驅(qū)體,以KOH為活化劑,制備了不同比表面積的硬碳材料。研究表明,隨著比表面積的增大,材料的首次效率隨著比表面積的增加而先增大后減小,只有合適的比表

4、面積才會(huì)使材料的儲(chǔ)鈉性能達(dá)到最佳。本工作中,當(dāng)KOH與前驅(qū)體的質(zhì)量比為0.5時(shí),材料的首次效率最大可達(dá)46.3%,初始充電比容量可達(dá)299.3mAhg?1。
  不同的粘結(jié)劑也會(huì)影響到同一種材料的儲(chǔ)鈉性能的發(fā)揮,我們系統(tǒng)研究了CMC、SA、PAA-Na和PVDF四種粘結(jié)劑對(duì)應(yīng)的電極片的儲(chǔ)鈉性能。PAA-Na作為粘結(jié)劑所表現(xiàn)出來的電化學(xué)性能最佳,首次效率可達(dá)65.7%,初始可逆比容量可達(dá)343.6mAhg?1(50mAg?1的電流密

5、度),在大電流密度下(3Ag?1電流密度)可達(dá)155mAhg?1。SA作為粘結(jié)劑時(shí),電極片的首次效率可達(dá)51.6%,在大電流密度下可逆比容量與PAA-Na的粘結(jié)劑相當(dāng),循環(huán)125圈之后,材料的可逆比容量可達(dá)200mAg?1。SA主要從海藻中提取出來,其來源廣泛、原料低廉、可工業(yè)化生產(chǎn),因此,粘結(jié)劑SA可以作為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的一種很有前途的粘結(jié)劑。
  硬碳材料可逆比容量高、電壓平臺(tái)低,安全可靠等優(yōu)點(diǎn)使之作為鈉離子電池負(fù)極材料很有

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