一維摻雜型碳納米材料的設(shè)計制備及其儲鈉性能研究.pdf

1、碳基材料由于來源廣泛、價格便宜、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢被廣泛作為鈉離子電池負(fù)極材料，其中摻雜型碳納米材料被人們寄予厚望來提高儲鈉性能。其原因在于碳納米材料的比表面積大從而增加電解液的接觸面積，同時可以縮短Na+的傳輸距離;雜原子的摻雜可以形成一些缺陷從而增大碳材料的儲鈉活性位點。因此，雜原子摻雜的碳納米材料有望表現(xiàn)出高的比容量、好的循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)越的倍率性能，從而滿足鈉離子儲能電池的需求。
　　本論文利用模板法、靜電紡絲法結(jié)合隨后的高溫碳

2、化制備了一系列摻雜型碳基納米材料。由于獨特的結(jié)構(gòu)特點和組分優(yōu)勢，這些納米材料作為鈉離子負(fù)極材料時表現(xiàn)出高的循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)異的倍率性能。本論文的主要研究工作如下:
　　(1)以FeOOH為模板，通過化學(xué)氧化法包覆一層PPy及后續(xù)的去模板、高溫?zé)徇€原制備了氮摻雜的碳納米管。相比于PPy納米管，氮摻雜的碳納米管表現(xiàn)出較好的儲鈉性能。在電流密度100 mA g-1下，充放電循環(huán)250圈之后可以保持248.5 mAh g-1的高的可逆比容量

3、。
　　(2)以苯基膦酸為P源，聚丙烯腈(PAN)為N、C源，通過靜電紡絲及隨后的高溫碳化制備了雜原子N、P共摻雜的自支撐碳納米纖維。同時探究了苯基膦酸的添加量對儲鈉性能的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)其添加量為100 mg，制備的摻雜型碳材料的儲鈉性能最佳，倍率性能優(yōu)于苯基膦酸摻雜量為0，50和150 mg的碳材料。在100 mA g-1循環(huán)200圈后，比容量保持220 mAh g-1。
　　(3)利用靜電紡絲法及隨后的高溫碳化制備了原位摻