酚醛基纳米炭纤维的静电纺法制备及其电化学性能研究

《酚醛基纳米炭纤维的静电纺法制备及其电化学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人存导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谓}之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞滏三些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：引习司签字R期d17J厣专月IZn学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津工业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有

2、关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者虢妄‘)毋开导师繇签字日期：D,ol辟弓J习ILH粼诚签字同期：2DIs年了月17-同⋯⋯勤一嬲㈣万方数据一、本论文在合成甲阶酚醛树脂的基础上添加PVA作为助纺剂，通过静电纺丝法和简单的低温热处理方法得到了酚醛基纳米炭纤维(PCNFWs)。制备出的纤维膜具有柔性可以直接冲片作为电池负极材料，这样的设计不仅大大简化了电池包装的步骤，降

3、低了非活性材料的比例，而且提高电池的比能量和比功率，因为电极中的所有材料都可以参加电量的存储。此外，不需要金属集流体赋予PCNFWs电极更广的应用形式。二、将低温热处理酚醛基纳米炭纤维组装成锂离子电池和钠离子电池并测试其电化学性能，确定了锂离子电池与钠离子电池所需的不同类石墨微晶结构。三、在制备酚醛基纳米炭纤维(PCNFWs)的基础上，通过在合成过程中控制三聚氰胺的添加量来制各不同含量的氮掺杂酚醛基纳米炭纤维(N_PCNFWs)，保持了原有的柔性并组装锂离子电池测试其电化学性能。万方数据摘要本文利用了静电纺丝

4、法与简单的热处理制备了酚醛基纳米炭纤维，并在此基础上进一步通过掺杂三聚氰胺改性制备出氮掺杂酚醛树脂及纳米炭纤维。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、x射线衍射(XRD)、拉曼光谱测试(Raman)、x射线光电子能谱(xPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、恒电流充放电测试、交流阻抗测试和循环伏安测试对其结构和电化学性能表征。结果表明，成功制备了不同热处理温度的柔性酚醛基纳米炭纤维(PCNFWs)和不同三聚氰胺掺杂改性的氮掺杂酚醛基纳米炭纤维(N—PCNFWs)。LIB中，未掺杂的PCNFWs在低温6

5、00oC处理后具有最高的放电容量及循环性能，20mA·g-I电流密度下该样品可逆容量最高达到了445mAh·91。1000。C下热处理的PCNFWs具有较好的倍率性能，1A·91高电流密度充放电后在20mA91电流密度下可逆容量为357mAhg-1。SIB中600oC下低温热处理的PCNFWs具有最佳性能，在1A·g-l高电流充放电后20mA·g。电流密度下可逆容量达到227mAh‘g-1。由于1000oC下PCNFWs具有最高的倍率性能，对此温度下进行三聚氰胺掺杂，发现掺杂量为10％时酚醛基纳米炭纤维具有最

6、佳的电化学性能。又对10％三聚氰胺掺杂量的酚醛基纳米炭纤维进行不同温度处理，得到不同热处理温度(HTT)对氮掺杂酚醛基纳米炭纤维的电化学性能影响。1000。C下热处理，三聚氰胺掺杂量为10％的纤维组装成锂离子电池后，20mA·g。1电流密度下放电容量达到458．7mAh一放电，1A·91高电流密度充放电后在20mA·g’1电流密度下可逆容量可以达到403．7mAh·g～。关键词：酚醛树脂基炭纳米纤维，氮掺杂，负极材料，锂离子电池，钠离子电池万方数据ABSTRACTphenolicresinbasedcarbo

7、nnanofiberwebswerepreparedusingthemethodofelectrostaticspinningandsimpleheattreatment．Onthisbasis，nitrogendopedphenolicresinnanocarbonfiberwebsbydopingmelamineformodification．Themorphologicalstructuralandelectrochemicalpropertieswerecharacterizedusingscanni

8、ngelectronmicroscopy(SEM)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)，X-raydiffraction(XRD)，Ramanspectroscopy(Raman)，X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，Fourier-transforminfraredspectroscopy(FTIR)，Constantcurr