多級(jí)多孔碳納米纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其儲(chǔ)能性能的研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人口的快速增長，人們對于地球能源的消耗也相當(dāng)之驚人，據(jù)估計(jì)到2050年全球所需的能量供給將為目前的兩倍，這就對能量的轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存技術(shù)提出了更高的要求。近些年來，碳材料由于其良好的導(dǎo)電性、環(huán)境友好和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池和超級(jí)電容器的電極材料，并且使這些儲(chǔ)能設(shè)備的性能得到了很大提升。但是傳統(tǒng)的碳材料因?yàn)檩^低的比表面積，對于儲(chǔ)能性能的提升十分有限。模板法是一種常見、有效的制備多孔碳材料的方法，但是其復(fù)雜的

2、工藝和較高的成本限制了其自身的商業(yè)化應(yīng)用。
　　 本實(shí)驗(yàn)配制了碳的前驅(qū)體溶液，利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為制孔劑，通過靜電紡絲及其后續(xù)的熱穩(wěn)定和碳化技術(shù)制備了碳納米纖維(CNFs)、多孔碳納米纖維(PCNFs)、中空碳納米纖維(HCNFs)和多孔中空碳納米纖維(PHCNFs)，使用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射分析(XRD)、拉曼光譜(Raman)、BET測試等手段對材料的形貌、晶型和孔結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行了分析，并將四種材料分別制備為鋰電負(fù)極材料和超級(jí)電容器電極材料進(jìn)行了相關(guān)電化學(xué)性能的測試，隨后又通過分段加熱法將PCNFs與硫復(fù)合制備了S@PCNFs復(fù)合正極材料，同樣對其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明同時(shí)具有微孔、介孔和中空結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的PHCNFs比表面積高達(dá)493.0 m2·g-1，在1000 mA·g-1的大電流密度充放電時(shí)，仍能保持260.2 mAh·g-1的可逆容量，表現(xiàn)出了良好的倍率性能。在電容的循環(huán)充放電測試中，0.