一、武汉实现碳纳米管产业化 成本降至2元/克（论文文献综述）
高晓东[1]（2021）在《聚合物热解碳纳米涂层无机增强体及其功能复合材料的研究》文中研究指明随着现代科学技术的发展,聚合物基复合材料已广泛应用于航空航天、汽车工业、电力通讯、家用电器以及体育器械等行业。人们对复合材料的性能也提出了更多的要求,不再仅需要其具有良好的力学性能,还要求其具有优异的导热性、导电性以及电磁屏蔽性能等功能特性,这是当前及将来复合材料的发展方向,也是将其扩展到高端领域的重要途径。近年来,碳纳米材料因其优异的综合性能,在国内外研究中备受关注。然而,碳纳米材料的制备存在效率低、成本高、使用易燃易爆气体等问题,这使得其难以大规模应用。本课题创新提出一种基于聚合物热解生长碳纳米涂层的新方法,可利用回收的废旧聚合物为碳源,制备碳纳米涂层;并利用该方法制备了碳纳米涂层玻璃纤维,赋予玻璃纤维导电性能;同时,利用碳纳米涂层玻璃纤维构建了新型功能复合材料,提升玻璃纤维复合材料的导电性能以及电磁屏蔽性能。最后,将聚合物热解碳纳米涂层制备方法进一步拓展到橡胶领域,制备了新型黑白炭黑增强橡胶复合材料。具体研究内容与创新点如下:（1）聚合物热解碳纳米涂层制备机理研究选用固体聚合物作为碳源,以线性低密度聚乙烯为代表,成功制备了高质量、连续致密的碳纳米涂层。利用密度泛函理论,分析碳纳米涂层的成核生长过程;通过实验,研究了涂层的形貌、微观结构和原子构成;分析了聚合物热解碳纳米材料的工艺条件对涂层微观结构及特性的影响关系,通过工艺控制,实现涂层厚度,涂层结构的可控制备。（2）聚合物热解碳纳米涂层玻璃纤维的制备及导电机理研究基于聚合物热解生长碳纳米涂层材料的方法,在玻璃纤维的表面生长制备碳纳米涂层。研究碳纳米涂层与玻璃纤维的界面连接性,表征玻璃纤维表面的碳纳米涂层形貌、涂层结构及涂层厚度;利用密度泛函理论分析玻璃纤维与纳米涂层之间的界面结合强度,阐述了碳纳米涂层玻璃纤维的导电机理;研究了不同工艺生长条件对玻璃纤维导电性能的影响。（3）碳纳米涂层玻璃纤维增强热塑性聚丙烯功能复合材料研究以碳纳米涂层玻璃纤维为增强体,以聚丙烯（PP）为基体,制备了功能复合材料;分析了碳纳米涂层与PP基体界面之间的相互作用;研究碳纳米涂层玻璃纤维对复合材料力学性能、导热性、导电性、电磁屏蔽性能的增强作用;分析了不同纤维含量对复合材料性能的影响。制备的功能复合材料导电性提高了 8个数量级,电磁屏蔽性能高于20 dB,导热性和力学性能也均有提高。（4）热固性功能复合材料的构建与性能研究以热固性树脂为基体,分别利用短切碳纳米涂层玻璃纤维和碳纳米涂层玻璃纤维布,构建了两种功能复合材料。分析不同纤维形态以及分布结构对复合材料性能的研究;研究了不同碳纳米涂层玻璃纤维含量以及碳纳米涂层玻璃纤维布层数对复合材料导热性、导电性以及电磁屏蔽性能的影响,随着纤维含量和纤维布层数的增加,复合材料的导热性、导电性以电磁屏蔽性能均提高;对比了两种功能复合材料性能的差异,纤维复合材料的导电性优于纤维布复合材料,而纤维布复合材料的导热性及电磁屏蔽性能高于纤维复合材料。（5）新型黑白炭黑橡胶功能复合材料的性能研究利用聚合物热解碳纳米涂层制备技术,以白炭黑为衬底制备黑白炭黑单体,黑白炭黑的微观结构及表面特性与白炭黑有较大差异,白炭黑经过聚合物热解涂层之后,去掉了表面的羟基并生成了碳化硅,进而形成了一层碳纳米涂层。利用黑白炭黑构建了新型橡胶复合材料,提高了橡胶材料的导热性,同时也提高了橡胶的动态力学性能。综上,本文创新提出了聚合物热解碳纳米涂层制备方法,并以此为基础制备了碳纳米涂层玻璃纤维、玻璃纤维布以及黑白炭黑,并应用到热塑性塑料、热固性树脂以及橡胶材料中,构建了一系列代表性功能复合材料,对于未来复合材料的设计具有借鉴意义,也为复合材料在高端领域应用提供了一定的研究基础。
李康[2]（2021）在《四吡啶并卟啉钴/碳纳米复合材料的制备及对锂/亚硫酰氯电池的催化性能研究》文中提出锂/亚硫酰氯（Li/SOC12）电池是一种一次无机非水电解质电池,其具有稳定的电压平台,宽泛的使用温度,长时间的储存寿命以及不含任何重金属元素。目前,Li/SOCl2电池有两个待解决的问题。第一个是大电流放电的能力。电池持续大电流工作,即要求电池内部SOCl2的还原速度加快。第二个是在放电过程中,碳阴极的表面逐渐被大块状的氯化锂颗粒覆盖。氯化锂颗粒是碳阴极上的绝缘层,从而导致电池内部化学反应终止。在本文中,一共设计了五种催化材料。其不仅可以提高SOCl2的还原速率,而且可以导致放电产物快速成核,从而使氯化锂颗粒尺寸微化。同时,研究了两种加入催化剂的方法:注射法加入电解液和辊压成型法加入碳阴极。具体工作如下:采用原位固相法制备了类似拐枣结构的羧基化多壁碳纳米管支撑四吡啶并卟啉钴（CoTAP/MWCNTs）纳米复合材料。通过测试发现通过CoTAP/MWCNTs催化的Li/SOCl2电池电压大于3.15 V的放电时间约为1 1分钟,分别比含有碳纳米管和块状四吡啶并卟啉钴催化剂的电池长10分钟和4分钟。阻抗分析表明,CoTAP/MWCNTs纳米复合材料不利于氯化锂钝化膜的形成,进而提高电池的电压平台。通过预制体法诱导块状四吡啶并卟啉钴在石墨烯表面重结晶,制备出石墨烯支撑的四吡啶并卟啉钴（CoTAP/Gr）纳米复合材料。四吡啶并卟啉钴纳米粒子通过物理吸附作用,均匀地锚定在石墨烯的表面,粒径尺寸大约为50 nm。Li/SOCl2电池中加入CoTAP/Gr催化材料的放电时间大约有38分钟,比不加入催化剂的电池长13分钟,并且电压平台高0.40 V。四吡啶并卟啉钴纳米颗粒加速SOCl2还原,进而提高电池的放电时间和电压平台。同时,碳六元环组成的石墨烯对SOCl2同样具有催化还原作用。通过原位固相法合成在活性炭表面结构受限的四吡啶并卟啉钴纳米粒子（NCA）。采用辊压成型的方法将NCA复合材料压入碳阴极内部。在分子水平上,四吡啶并卟啉钴的Co原子与活性炭表面的含氧官能团之间形成C-O-Co配位键,进一步增强了π-π共轭体系。在碳电极的结构上,加入NCA复合材料的孔体积比无催化剂时大0.70 mL/g,孔尺寸范围为2nm～2μm。NCA复合材料催化的电池放电时间最长约为43分钟,最大容量达21.67 mAh,几乎是没有催化剂的电池的2倍。同时,由NCA复合材料（24.06 Ω）催化的电池的内阻比没有催化剂的低0.4倍,循环伏安法的还原峰向高电位移动约为 2.357 V。通过重结晶法制备出铜掺杂四吡啶并卟啉钴（Co/CuTAP）纳米材料。采用辊压成型的方法制备出含有Co/CuTAP纳米材料的碳阴极。电池的电极片加入Co/CuTAP纳米材料的放电时间是最长的,大约为38分钟。电池中加入纳米Co/CuTAP材料的平均电压平台比加入四吡啶并卟啉铜的高出0.20 V。添加Co/CuTAP纳米材料中的还原峰电位值最大,约为2.398 V,表明带有Co/CuTAP纳米材料的电极具有良好的催化活性。由于Co/CuTAP纳米材料中四吡啶并卟啉铜影响四吡啶并卟啉钴的有序排列,从而形成空位和掺杂等缺陷。缺陷导致Co/CuTAP纳米材料暴露的活性位点增多,作为电池阴极催化材料可以加快内部SOCl2的还原速度。通过原位固相法合成活性炭支撑铜掺杂四吡啶并卟啉钴（Co/CuTAP-AC）纳米催化材料。放电过程中沉积在Li/SOCl2电池碳阴极表面的大尺寸氯化锂颗粒主要受到动力学缓慢的限制,从而降低了电压平台和放电时间。研究了有/无催化剂的电池反应动力学对氯化锂颗粒成核过程的影响。放电后,带有Co/CuTAP-AC催化材料的碳阴极表面的氯化锂颗粒大约200 nm,这仅是没有催化剂的五分之一。而且,与没有催化剂相比,大量的纳米氯化锂颗粒出现在碳阴极内部。SOCl2与Co/CuTAP-AC的快速反应动力学有利于氯化锂颗粒的成核。同时,电池的电解质电阻,表面膜电阻和电荷转移电阻降低约77%,并且放电时间比没有催化剂时高大约37分钟。
何文祥[3]（2020）在《高能量密度富锂锰正极材料的制备及应用研究》文中进行了进一步梳理锂离子（Li-ion）电池作为目前新能源汽车的动力电池选项之一,是因其绿色环保,循环寿命长和能量密度高。其中,高的能量密度意味着更高的巡航里程,对于降低整车功耗也具有关键作用。目前主流Li-ion单体电池能量密度能够达到280 Wh kg-1以上,进一步开发能量密度达到300 Wh kg-1以上,并拥有高安全性能的Li-ion电池或新型电池系统具有重要的科学意义和应用价值。本文在详细归纳和论述了电池技术及核心材料近几年的研究进展和发展成果的基础上,针对富锂锰正极材料不可逆容量大、倍率性能差等问题,通过制备技术的研究和优化,制备了高性能富锂锰正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,对材料的结构生长、性能提升、晶相转变机制进行了深入研究了。并基于制备的高性能Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,搭配相应的电化学体系和电池结构,设计和开发了能量密度接近300 Wh kg-1新型高能量密度锂电池。（1）通过共沉淀法制备了富锂锰正极材料前驱体[Mn0.675Ni0.1625Co0.1625]CO3。通过构建共沉淀体系的热力学平衡关系,并考察了制备过程中pH、加料速度、反应物浓度、反应时间等因素对前驱体结构的影响,并优化工艺制备出振实密度大、粒径均匀的球状[[Mn0.675Ni0.1625Co0.1625]CO3;考察了煅烧过程中煅烧温度、前驱体形貌、锂盐混合方式对最终正极材料结构和电化学性能的影响。开发了创新性的共沉淀-凝胶法制备高性能、八面体形貌的富锂锰正极材料。通过与传统的共沉淀法制备的材料进行性能对比,该法制备的材料展现出更高的放电容量和充放电效率,放电容量和库伦效率分别从251.5 mAh g-1 和 73.9%提升至 291.4 mAh g-1 和 86.2%。（2）通过XRDRietveld精修、SEM、TEM、EELS、电化学动力学过程分析等表征技术,发现制备出的八面体形貌Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2具备LiMO2-LiM2O4（M=Mn、Ni、Co、Ni-Mn等）核壳结构,其结构的壳层为尖晶石型结构,而内部核层为层状结构。外层的尖晶石型以{111s晶面生长在层状的{001}L晶面上。这种特殊的外层结构拥有的Li和O空位,可以促使Li+在首次脱出后重新嵌回到晶体结构中,提升了材料的放电容量和充放电效率。首次在富锂锰正极材料中观察到“反-核-壳”晶相转变机制,即内部结构的O的外迁补充外层结构中,维持表层结构中的O含量,这种晶相转变机制能够一定程度上减缓由于Li+脱嵌造成的材料界面结构压力和晶体体积变化导致的晶体结构退变,从而维持电极界面的层状结构稳定性。（3）将共沉淀-凝胶法制备的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2作为正极活性材料匹配高容量氧化亚硅/碳复合（SiOx/C）负极材料,设计开发了高能量密度圆柱型18650电池,使电芯的实际能量密度达到285 Whkg-1,达到了设计目标的96%。并以高镍三元NCM811材料为正极活性材料,搭配相同的SiOx/C负极材料开发出实际能量密度为250 Whkg-1圆柱型18650电池（达到设计值的93%）,考察和对比了两种型号的电池在不同电压区间内的电化学性能和安全性能。在相同的负极、电解液等化学体系以及结构和工艺条件下,富锂锰基18650电芯在循环寿命、热稳定性、安全性能和在上限电压≥4.4 V时的能量密度上更具优势,而NCM811电池在倍率性能和在上限电压<4.4 V时的能量密度上更具优势。根据电池拆解分析与SEM表征结果,富锂锰和NCM811电池容量衰减均是由多种因素叠加造成的,主要原因包括:正极与负极在充放电循环过程中,尤其是在高电位下的深度脱嵌Li造成的体积变化、晶体结构变化、应力变化等,会引起极片开裂、破碎、脱落等一系列不可逆损伤,从而导致极片嵌Li位点的损失和内阻增大;电解液在高电压条件下的分解以及电化学体系的不匹配等因素。
宾张杰[4]（2020）在《锂氟化碳一次电池的改性研究》文中研究指明锂氟化碳电池是理论质量能量密度最高的一次电池,高达2160 Wh/Kg。锂氟化碳一次电池具有电压平台稳定、能适应于各种温度下放电、自放电率小、使用寿命长等特点。然而,氟化碳材料中由于氟碳键具有强的共价性,导致氟化碳材料的导电性差,同时氟化碳的表面能低、电解质的渗透性差等一系列问题,使得氟化碳作为正极材料时,电池极化现象严重,倍率性能差,容易产生电压延迟等问题,难以满足高倍率大电流放电等特殊场合的要求。本论文针对上述问题通过采用对氟化碳材料进行正极极片组成的优化、表面包覆等手段以提高电池的倍率性能,减小其电压延迟。正极极片组成优化方面,选择三种不同导电添加剂Super P、科琴黑、碳纳米管（CNTs）分别与氟化碳混合制作电池正极极片,通过优化最佳正极活性物质、导电剂、粘结剂的混合比例,得到最佳正极极片组成:活性物质、导电剂、粘结剂质量比为85:5:10。在此基础上,在氟化碳表面包覆碳和二氧化锰的混合物,二氧化锰起到活性物质的作用,有效缓解了锂氟化碳正极材料的电压延迟问题;但是由于葡萄糖高温分解产生的碳导电性差,导致电池的容量难以发挥,在接下来的研究中选择高导电性的碳纳米管（CNTs）与氟化碳/二氧化锰材料复合,有效降低了极化,在2 C倍率下,比容量为558 mAh/g,占理论比容量的64.9%,相比原CFx材料比容量提升6.3%。最后,本论文还设计了一种三维集流体改性的锂负极结构。选用泡沫镍作为三维骨架,在表面原位生长氧化锌纳米阵列层,提供亲锂的吸附位点,Zn-MOF具有高的离子电导率,并进一步提高亲锂吸附位点,增大三维集流体对锂的容纳能力。三维锂负极结构可以有效避免锂枝晶的生成,提高锂电池的寿命,制备的ZnO-MOF@Ni复合结构锂成核电位可以低至5.6 mV,只有裸泡沫镍作为负极载体的七分之一,经过40次循环后,电池的库伦效率依旧接近97%,而泡沫镍作为骨架则展现出明显的短路现象,库伦效率降低至零。
韩大量[5]（2020）在《碳基混合电容器的可控构建及性能研究》文中指出结合了二次电池高能量密度和超级电容器高功率密度、长循环寿命优点的混合电容器在电动交通工具、军事医疗、航空航天等领域拥有不俗的应用潜力。然而,正极比容量低（特别是体积比容量）、负极动力学缓慢和循环寿命差的问题,极大地限制了混合电容器的进一步发展。本文分别在材料设计、电极优化和器件构建方面开展了研究工作,显着提升了混合电容器的电化学性能,为发展高性能混合电容器提供了新的思路。主要工作有:（1）正负极厚度匹配提升锂离子混合电容器体积能量密度。明确了电极厚度同密度和质量比容量的乘积成反比的关系,提出了通过正负极厚度匹配构建高体积性能锂离子混合电容器的思路,发展了高密多孔的活性炭/石墨烯复合正极材料的制备方法,实现了整体器件体积能量密度62%的提升(达98 Wh L-1)。（2）插层赝电容提升正极比容量和动力学。提出了将法拉第过程引入正极来提高其比容量的思路,通过调控石墨烯基正极材料的层数、结晶度、石墨化区域和缺陷程度,实现了阴离子在其中由缓慢的插层电池行为向快速的插层赝电容行为的转变及比容量的提升(达111.5 m Ah g-1),获得了兼具高电压、高容量、大倍率和长循环寿命的新型碳基正极材料。（3）定制化正负极构建高性能钾离子混合电容器。根据正负极储能机制和对材料需求的不同,利用石墨烯的三维交联和二维堆叠分别定制了高性能钾离子混合电容器正、负极材料,实现了碳基高比容量（特别是体积比容量）(达121m Ah cm-3)正极和大倍率、长循环寿命（2200次）负极的构建,为开发高性能钾离子混合电容器提供了新的思路。（4）高密度、富氧正极构建高体积性能锌离子混合电容器。系统研究了材料比表面积、表面化学状态对水系锌离子混合电容器正极电化学性能的影响,发现了通过改善表面化学状态而非提升比表面积对正极体积性能的提升更为关键,获得了体积比电容高达240 F cm-3的高密度、富氧石墨烯基正极。（5）双功能保护层提升锌负极稳定性。系统研究了金属锌负极在弱酸性Zn SO4水系电解液中的腐蚀现象,提出了构建兼具缓蚀剂和成核剂双功能金属铟保护层来提升锌负极稳定性的思路,显着缓解了锌在水系电解液中的腐蚀和枝晶生长问题,降低了过电位（54 m V）,改善了锌负极的循环稳定性（1500 h）。
李苗苗[6]（2020）在《ZIF-67衍生材料的制备及在锂硫电池中的应用》文中认为锂硫电池采用硫或含硫化合物为正极,锂为负极,是通过硫-硫键的断裂/生成来实现电能与化学能的相互转换。由于具有成本低和能量密度高的优点,已经成为最具潜力的新一代储能器件。然而,单质硫及其放电终产物硫化锂（Li2S）的电导率偏低,导致活性物质利用率较低、动力学性能较差;充放电过程中由于硫的体积变化损坏了正极的结构稳定性,导致电池性能衰减;以及充放电中间产物多硫化锂的穿梭效应等问题阻碍了其商业化。针对这些问题,需要一些具有高性能、低成本的电极材料来改善锂硫电池性能。本论文主要是研究如何解决锂硫电池在充放电过程中存在的问题。金属有机骨架材料（MOF）是通过金属离子和有机配体进行自组装得到的,又被称之为多孔配位聚合物（PCP）,因其巨大的比表面积（100-10,000 m2/g）,可控的孔径（3-100?）,形貌,多样的框架结构,高热稳定性以及出色的化学稳定性,成为新能源电池领域的研究热点之一。MOF相关材料在电池领域的应用可分为两类:（1）MOF及负载了活性物质的MOF复合材料。（2）以MOF为牺牲模板而得的衍生材料。其中,以MOF为牺牲模板,通过热处理等方式转化的MOF衍生材料一般包括:碳材料、金属复合物材料、碳/金属复合物材料。和MOF相比,MOF衍生材料因含有碳组分而导电性良好,因其保留了MOF前驱体材料的多孔性和高比表面积而在物质传递、物质负载等方面具有优势,除此之外,MOF衍生材料中的活性物质可以吸附多硫化物并促进电极反应的进行,故在电池领域更具有应用前景。本论文在Co基咪唑酯骨架材料ZIF-67衍生材料的基础上（ZIF是MOF的典型成员）,采用三种方法改善其性能,具体研究内容如下:（1）用溶剂热法合成金属有机骨架材料ZIF-67为前驱体,经750℃高温碳化得到含金属Co的ZIF-67衍生多孔碳材料Co@NPC。并以此作为导电基体,通过钛酸正丁酯原位水解的方法在其表面包覆TiO2得到Co@NPC@TiO2核壳结构作为多硫化锂吸附剂。接着通过传统的熔融-扩散法载硫后,得到Co@NPC-S和Co@NPC@TiO2-S复合材料。将所制得的两种复合材料进行XRD、SEM、TEM、EDS等物理表征,并作为正极材料组装电池进行电化学性能测试。研究发现包覆TiO2多孔碳材料载硫后表现出更加优异的倍率性能和循环稳定性。（2）为了抑制多硫化物的溶解、迁移以及充放电时的体积膨胀,通过一个简单的热转换策略,将合成的双金属CoNi嵌入富氮多孔碳框架。研究不同金属源的摩尔比对电池电化学性能的影响,由于二次金属的催化作用、Ni/Co-NC配位结构、MOFs的模板效应和独特的多孔结构,能有效地吸附和催化多硫化物的转化,双金属嵌入富氮多孔碳框架表现出良好的电化学性能。其中金属源Co:Ni（摩尔比）为3:1时得到的Co0.75Ni0.25-NC/S复合材料电化学性能最优。(3以金属有机框架（MOF）为基础,将CNTs添加到ZIFs衍生的Ni-Co混合氧化物（Ni-Co oxide）中。主要过程包括在CNTs表面沉积Co和2-甲基咪唑（2-Melm）,用镍离子代替部分溶解的钴离子,然后对前驱体进行热处理得到Ni-Co oxide/CNTs复合材料。镍钴混合氧化物为空心纳米笼结构,此结构比表面积大,活性存储位点多,因而单位体积能量密度大。同时具有渗透性的较薄壳层缩短了离子和电子的传输路径,中空结构能有效的缓解离子循环穿梭带来的体积膨胀。同时碳纳米管导电性良好,复合材料能明显的增强电极的电化学反应动力学。
宁越洋[7]（2020）在《表面改性石墨铜/铝力学性能及导热率研究》文中研究表明鳞片石墨由于高导热、低热膨胀系数、低密度的特点,一直作为金属基复合材料的增强体。目前的电子封装材料最受关注的是石墨/铝复合材料和石墨/铜复合材料,受极端工作环境影响,在保证复合材料的导热率同时,研究摩擦因数、磨损量、力学性能最佳时的工艺。本文研究了化学氧化方法对石墨纸表面进行改性,改善石墨纸和铜箔的界面结合能力,制备得到导热率约950 W/（m·K）的石墨纸/铜复合材料。使用盐浴法和化学镀层法对鳞片石墨表面进行镀层改性,设置三个实验组,增强体分别为未镀层石墨、镀硅石墨和镀铜石墨,表征结果表面,石墨镀层处理后,能显着提高复合材料的抗弯性能,减小磨损量,改善界面结合能力,主要探究内容如下:不同体积分数的石墨含量的复合材料中,抗弯性能、摩擦因数、磨损量和导热率的变化。不同镀层石墨的复合材料中,微观结构的改变以及界面结合能力的改善。对比不同镀层石墨/铝复合材料的优缺点,通过分析微观结构、物质组成等进行分析,探究内在的石墨表面改性对石墨/铝复合材料的影响。结果发现,石墨铝XY面的摩擦因数小于Z面,磨损量XY面大于Z面。导热率随着石墨的体积分数的上升而增加。镀铜石墨/铝复合材料的摩擦因数为0.18,镀硅石墨/铝复合材料的摩擦因数为0.2,未镀层石墨/铝复合材料的摩擦因数为0.16。
柯胜海[8]（2019）在《基于印刷电子技术的智能显窃启包装材料设计研究》文中提出包装行业的绿色与安全问题一直是社会关注的话题,也是学术界研究的热点。从国内外包装行业的发展进程看,包装行业在安全、智能等方向的研究仍处于探索和起步阶段。随着技术进步和社会发展,印刷电子（Printed Electronics,PE）逐渐受到国内外包装研究人员的重视。印刷电子的特点是利用印刷工艺在柔性基材上大批量制造电子元器件或传感器,从而克服传统硅基电子产品价格贵、刚性差、高污染等缺点,在相关产业领域具有巨大的应用潜力。银纳米线（Ag NWs）材料作为一种柔韧性好、导电性能佳的金属纳米材料,是印刷电子技术中制备导电油墨的重要组分。实验发现,V型银纳米线具有比直线形银纳米线更好的导电性能,被认为在印刷电子技术中具有更优越的应用前景,因此,本课题选择V型银纳米线材料作为重点研究对象,探索V型银纳米线的可控制备方法、生长机理与拓展应用。在印刷技术上,本课题采用的是具有操作简单、成本低、可大批量复制等优点的丝网印刷技术,可以进行图案化银纳米线柔性电极和柔性传感器的制备,是目前研究的热点和难点。智能包装是将智能技术与包装应用相融合而发展起来的一种新的包装形态。显窃启包装属于智能包装范畴里的安全包装类型,在贵重物品、高档商品、机密文件等物品包装领域具有广阔的应用前景。现有的显窃启包装通常采用特殊结构或数字密码达到显（防）窃启的作用,一般不具有智能性,对于智能型的显窃启包装必须依靠传感器等智能硬件来实现。当前,印刷电子技术为设计和制造智能显窃启包装提供了技术支撑和可能性。利用印刷电子技术即可将导电油墨转移到柔性基材上印制柔性传感器,然后应用于包装件的开启活动部位,设计制造出具有显窃启功能的智能包装件。本课题通过研究V型银纳米线可控制备方法和生长机理,制备出性能优良的V型银纳米线,并以其为导电材料制备出高性能导电油墨,然后将导电油墨通过丝网印刷的方式印刷在柔性基材上制备柔性电极和柔性传感器,再将柔性传感器与包装件进行融合设计制备成智能显窃启包装。研究内容和创新点主要包含以下四个部分:（1）采用多元醇法可控制备V型银纳米线,研究了添加剂种类、添加剂浓度、反应温度、反应容器顶空率（氧气含量）、清洗和离心处理、超声波处理等因素对V型银纳米线形貌和结构的影响,并创新性的提出V型银纳米线的生长机理。结果表明:以浓度为2.22 mM/L的CuCl2作为添加剂、在160 oC反应温度下可制备质量较好的银纳米线;顶空率越小,银纳米线产物的综合质量越高;清洗剂种类对银纳米线形貌没有影响;离心转速越大,银纳米线长度越短。研究发现,超声波处理是导致银纳米线从“直线形”生长成“V型”的主导因素,提出V型银纳米线的生长机理:直线形银纳米线在超声波作用下发生折断,断面形成新的（111）晶面,新晶面相互接触后形成原子通道,在冷焊接作用下,两根直线形银纳米线最终形成V型银纳米线。（2）以无水乙醇和水的混合液为溶剂,以聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone,PVP）为连接料,以V型银纳米线为导电材料,配制高性能水性导电油墨,测试油墨的粘弹性和触变性能,试验导电油墨在PET、纸张和织物三种基材表面的印刷适性,以及不同烧结时间和烧结温度对柔性电极导电性能的影响。实验结果表明:导电油墨的流变性能适合进行丝网印刷;所制备的导电油墨在聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene terephthalate,PET）、纸张和织物表面上的接触角分别为39.34°、45.30°和65.48°,且印制产物表面平整、边界清晰,表明导电油墨具有良好的润湿性能和印刷适性;低温烧结后,印刷柔性电极具有良好的导电性能和稳定性,能在平直和弯曲两种状态下使LED灯稳定发光。（3）采用丝网印刷工艺,印制不同图案的柔性传感器,研究印刷图案、弯曲角度对传感器电学性能的影响规律,测试柔性传感器的机械稳定性能,探究柔性传感器传感性能的变化机理。实验结果表明:2 mm线宽的直线型柔性传感器传感性能最佳;预弯折处理导致传感器在弯折区域形成微裂纹,微裂纹促使传感器在弯曲循环时的电阻变化形成稳定的规律;基于此,创新性地提出一种具有角度识别能力的、高稳定性的弯曲柔性传感器的制备方法,以满足智能显窃启包装的应用需求。（4）柔性传感器“由直到弯”和“由弯到直”两种运动状态与包装箱（盒）摇盖开合时的运动状态吻合,将柔性传感器与包装摇盖有机融合设计出两种类型的智能显窃启包装:摇盖式智能显窃启包装（包括飞机盒智能显窃启包装与合页盖式智能显窃启包装）和撕拉式智能显窃启包装。测试两种类型智能显窃启包装打开过程中传感器的电阻激发信号,验证显窃启包装的性能。结果表明:飞机盒智能显窃启包装能够稳定监测包装摇盖开启90°时的传感信号,合页盖式智能显窃启包装能够稳定监测包装盖分别开启45°、90°和135°三个角度时的传感信号,撕拉式智能显窃启包装监测到包装上PET基柔性传感器撕拉变形时的传感信号。最后,本课题对智能显窃启包装的工作系统和拓展应用进行了归纳总结和分析,提出了智能显窃启包装在文物周转包装领域的拓展应用和相关领域的应用前景。
张静[9]（2019）在《高性能锂硫电池硫正极复合材料设计及电化学性能研究》文中进行了进一步梳理锂硫（Li-S）电池作为储能二次电池,具有超高能量密度(2500 Wh kg-1)、低成本、资源丰富且对环境友好等明显优势。然而,锂硫电池的商业化应用还需要克服活性物质硫利用率低和电化学反应动力学慢等问题。众多研究表明利用纳米碳材料优化正极材料的导电性能及电化学过程中的电子转移路径能显着改善上述Li-S电池的缺点。然而有关Li-S电化学过程中离子传输及转移路径的调控,以及催化转化提升电化学反应的动力学过程还缺乏系统深入的分析。本论文主要针对正极载硫基体的电子和离子转移路径的设计、应用催化剂调控电化学反应速率,达到降低多硫化锂转化能垒,提升电化学反应动力学和提高活性物质利用率的目的,实现高性能的锂硫电池。设计了氮化钛（TiN）纳米颗粒导电桥接结构的硫正极,桥接的TiN能调节电子和离子在碳管径向的转移路径,增强导电性和加速锂离子扩散,提高电化学反应动力学。同时,修饰的TiN可以和多硫化锂形成S-Ti-N或者S-N-Ti结合键,提高基体对多硫化锂的吸附能力。载硫量为63 wt%的10-TiN@CNT-S（TiN含量为10 wt%）正极在1 C倍率下循环400次可逆容量仍能达到594 mA h g-1,容量衰减率为0.047%每循环。为了提高基体的载硫能力和正极的载硫面密度,采用水热掺杂同时调控多孔碳的离子转移路径、表面的极性环境和孔体积,得到高密度的极性元素和大孔体积的极性分级孔碳（PHPC）。该分级孔结构在正极形成相互联通的孔道,促进电解液的浸润和离子的扩散传导。制备的复合正极PHPC2@S（掺杂剂与碳质量比为2:1）载硫量提升到了 75wt%并且具有优异的电化学性能:8C下倍率容量高达581mAhg-1,高倍率2C下稳定循环400次。高载硫面密度（～7.5 mg cm-2）正极在0.05 C倍率下面容量高达9.75 mA h cm-2;1 C倍率下80次循环后可逆面容量保持在5 mAh cm-2。复合正极还实现了模拟软包电池的应用,电解液降低到7μL mg-1能稳定循环40次。基于上述研究,要提升高倍率下锂硫电池的循环寿命,需要进一步提高多硫化锂之间相互转化的动力学。利用介孔碳/碳纳米管（MPC/CNT）复合材料的快速离子和电子传导结构,同时植入具有高催化活性的纳米碳化钨（WC）催化剂,修饰WC后正极的电子转移和锂离子扩散速率显着提高,WC可以有效的吸附并催化多硫化锂的转化,降低了充电过程的脱锂电压（2.18 V）,提高了电化学反应动力学。修饰正极MPC/CNT-WC10@S（WC含量为10 wt%）载硫量提升到76 wt%,电池在高倍率下也具有较长的循环寿命:5 C高倍率下电池首次放电比容量高达707mAhg-1,稳定循环500次,容量衰减率低至0.039%每循环。综合上述研究结果,设计具有快速离子和电子传导通道和高效催化的复合正极,从生物质稻草叶中提取具有催化作用的多功能离子通道,离子通道提升了正极的电子和离子转移速率;同时,离子通道表面自掺杂的极性元素能吸附并催化多硫化锂的转化,降低脱锂电压（2.22V）,提升电化学反应动力学。离子通道改性的硫正极（载硫量76 wt%）具有快速充放电和稳定的超长循环寿命:倍率容量高达564 mA h g-1（6 C）;超长循环寿命2000次（3 C）,容量衰减率低至0.029%每循环;高载硫面密度(5.8 mg cm-2)正极在高电流密度9.7 mA cm-2（1 C）下可以稳定循环100次。
韩涛[10]（2019）在《聚苯胺/活性炭复合材料与改性磷酸铁锂的制备及应用》文中提出聚苯胺（PANI）作为目前应用最广的导电聚合物,具有成本低廉,环境友好以及良好的氧化还原可逆性等优点。但是纯聚苯胺因其较差的共轭能力自身团聚严重,极大地影响了它的电化学性能;磷酸铁锂（LiFePO4）作为目前最受欢迎的锂电池正极材料,具有安全性高、环境友好、物料来源广的优点,但其电导率低、锂离子扩散性差限制了它的性能。基于此,本文以活性炭（AC）和碳纳米管（CNTs）为模板合成PANI/AC以及PANI/AC/CNTs复合材料,改善聚苯胺的电化学性能;以聚苯胺改性LiFePO4生成LiFePO4/PANI复合材料,探究聚苯胺对LiFePO4材料性能的影响。首先,以不同含量的活性炭作为模板,制备出PANI/AC复合材料,并对其进行一系列状态处理,得到不同状态的复合材料。通过研究配置出最佳的电解液,电解液成分为锂离子浓度1.6 mol/L的EC:DEC电解液。物理表征表明还原态复合材料有更高的结晶度、更好的形态学结构与更高的比表面积。CV和EIS测试表明还原态PANI/AC（5%）复合材料有最好的电化学性能,电池充放电测试也证明这一点,在0.2C倍率下放电比容量达到了 154.5mAh/g,100次循环后容量保持率为91%。其次,在PANI/AC复合材料的基础上再加入CNTs,利用AC和CNTs双重改性聚苯胺,控制CNTs的含量,制备出不同的PANI/AC/CNTs复合材料,对碳纳米管功能化（羧酸化和苯磺酸化）处理,并合成功能化的PANI/AC/CNTs复合材料。FE-SEM和TEM表明CNTs为5%时有相对最好的形貌特征。红外和XRD表明复合材料CNTs用量不同,特征峰强度不同。CV和EIS结果表明CNTs为5%时复合材料可逆性和容量性能相对最好,电池导电性最佳。在0.2C电流密度下,5%CNTs复合材料比容量达到160mAh/g,100次循环容量几乎不变;功能化复合材料有更高的比容量,苯磺酸化PANI/AC/CNTs复合材料0.2C时放电容量可达165 mAh/g,100次循环仅衰减5%。将聚苯胺在LiFePO4表面原位生成,生成LiFePO4/PANI复合材料,并对其进行脱掺杂与还原等处理,得到不同状态的复合材料;将不同状态聚苯胺按不同比例与LiFePO4机械复合生成复合材料。物理表征表明原位生成的材料中,聚苯胺的加入在一定程度上改变了 LiFePO4的官能团、结晶度以及表面结构,机械混合材料并未发生变化。其中氧化态LiFePO4/PANI（10%）复合材料综合性能最好,0.2C电流密度下放电比容量可达158 mAh/g,100次循环容量保持率98%,盐酸掺杂LiFePO4/PANI（5%）复合材料有最好的倍率性能,0.5C时也有114.6 mAh/g的容量。最后,对所制备的材料进行市场分析,与其它正极材料相比,聚苯胺复合材料具有成本低、污染小、工艺简单等优点,具有广阔的发展空间。
二、武汉实现碳纳米管产业化 成本降至2元/克（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、武汉实现碳纳米管产业化 成本降至2元/克（论文提纲范文）
（1）聚合物热解碳纳米涂层无机增强体及其功能复合材料的研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 碳纳米材料概述 |
| 1.2.1 碳纳米材料种类 |
| 1.2.2 碳纳米材料制备 |
| 1.2.3 碳纳米涂层制备与应用 |
| 1.3 导电玻璃纤维及其功能复合材料 |
| 1.3.1 金属镀层导电玻璃纤维及功能复合材料 |
| 1.3.2 碳材料涂层导电玻璃纤维及功能复合材料 |
| 1.4 材料学理论模拟计算 |
| 1.4.1 密度泛函理论 |
| 1.4.2 分子动力学模拟 |
| 1.5 本课题研究路线及方法、研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究路线及方法 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 第二章 聚合物热解碳纳米涂层制备机理及方法 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验材料与仪器 |
| 2.1.2 实验过程 |
| 2.1.3 表征方法 |
| 2.2 理论计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 碳纳米涂层形貌 |
| 2.3.2 碳纳米涂层微观形态分析 |
| 2.3.3 石英基体与碳纳米涂层界面研究 |
| 2.3.4 碳纳米涂层导电性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 碳纳米涂层导电玻璃纤维制备机理及性能 |
| 3.1 碳纳米涂层玻璃纤维制备方法 |
| 3.1.1 实验材料与装置 |
| 3.1.2 实验过程 |
| 3.1.3 表征方法 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 碳纳米涂层微观形貌 |
| 3.2.2 制备温度对玻璃纤维碳纳米涂层厚度的影响 |
| 3.2.3 碳纳米涂层玻璃纤维的微观结构表征 |
| 3.2.4 碳纳米涂层玻璃纤维的导电性能分析 |
| 3.3 碳纳米涂层玻璃纤维界面研究 |
| 3.3.1 理论计算细节 |
| 3.3.2 理论计算结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳纳米涂层玻璃纤维增强聚丙烯功能复合材料的研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验设备、材料及表征仪器 |
| 4.1.2 实验过程 |
| 4.2 分子动力学计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 碳纳米涂层玻璃纤维的性质 |
| 4.3.2 碳纳米涂层玻璃纤维复合材料结构表征 |
| 4.3.3 碳纳米涂层玻璃纤维与PP界面相互作用 |
| 4.3.4 碳纳米涂层玻璃纤维含量对其复合材料导电性的影响 |
| 4.3.5 碳纳米涂层玻璃纤维含量对其复合材料导热性的影响 |
| 4.3.6 碳纳米涂层玻璃纤维含量对其复合材料电磁屏蔽系性能的影响 |
| 4.3.7 碳纳米涂层玻璃纤维含量对其复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 热固性功能复合材料的构建与性能研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 实验设备、材料及表征仪器 |
| 5.1.2 实验制备过程 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 碳纳米涂层玻璃纤维及其纤维布的性质 |
| 5.2.2 纤维在树脂中的分布 |
| 5.2.3 复合材料的导电性能 |
| 5.2.4 复合材料的导热性能 |
| 5.2.5 复合材料的电磁屏蔽性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 新型黑白炭黑橡胶复合材料的制备与性能研究 |
| 6.1 白炭黑结构与改性 |
| 6.2 新型黑白炭黑的制备 |
| 6.2.1 实验材料及配方 |
| 6.2.2 实验设备和仪器 |
| 6.2.3 制备工艺 |
| 6.3 黑白炭黑表征和分析 |
| 6.4 黑白炭黑橡胶复合材料性能 |
| 6.4.1 硫化性能 |
| 6.4.2 机械性能 |
| 6.4.3 橡胶复合材料Payne效应 |
| 6.4.4 橡胶复合材料动态黏弹性能 |
| 6.4.5 复合材料导热性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 发表论文 |
| 申请及已授权专利 |
| 个人荣誉 |
| 科研项目 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（2）四吡啶并卟啉钴/碳纳米复合材料的制备及对锂/亚硫酰氯电池的催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂电池概况 |
| 1.2.1 锂/二氧化锰电池 |
| 1.2.2 锂/氧化铜电池 |
| 1.2.3 锂/氟化碳电池 |
| 1.2.4 锂/二氧化硫电池 |
| 1.3 锂/亚硫酰氯电池概况 |
| 1.3.1 锂/亚硫酰氯电池的结构 |
| 1.3.2 锂/亚硫酰氯电池的原理 |
| 1.3.3 锂/亚硫酰氯电池的性能 |
| 1.4 锂/亚硫酰氯电池的研究进展 |
| 1.4.1 锂/亚硫酰氯电池阳极的研究进展 |
| 1.4.2 锂/亚硫酰氯电池阴极的研究进展 |
| 1.4.3 锂/亚硫酰氯电池催化剂的研究进展 |
| 1.5 卟啉及其衍生物的研究进展 |
| 1.5.1 卟啉化合物 |
| 1.5.2 酞菁化合物 |
| 1.5.3 金属卟啉及其衍生物在锂/亚硫酰氯电池中的研究 |
| 1.5.4 碳支撑金属卟啉及其衍生物在锂/亚硫酰氯电池中的研究 |
| 1.6 论文的选题依据、主要内容及创新点 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.6.3 创新点 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验药品及仪器设备 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器及设备 |
| 2.2 材料表征与测试手段 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 显微共焦激光拉曼光谱 |
| 2.2.3 热重分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱 |
| 2.2.5 扫描电子显微镜 |
| 2.2.6 透射电子显微镜 |
| 2.2.7 傅立叶变换红外光谱仪 |
| 2.2.8 氮气吸脱附测试 |
| 2.2.9 压汞仪测试 |
| 2.2.10 紫外可见近红外光谱仪 |
| 2.2.11 聚焦离子束测试 |
| 2.3 电池的组装 |
| 2.3.1 不含催化材料碳阴极的制备 |
| 2.3.2 含有催化材料碳阴极的制备 |
| 2.3.3 电池的组装 |
| 2.4 电学性能测试 |
| 2.4.1 单位时间放电电压(U-T)测试 |
| 2.4.2 循环伏安测试(CV) |
| 2.4.3 电化学阻抗测试(EIS) |
| 3 固相法制备碳纳米管支撑四吡啶并卟啉钴纳米颗粒及其电催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 CoTAP和CoTAP/MWCNTs的合成 |
| 3.2.3 材料分析表征方法 |
| 3.2.4 电化学测试 |
| 3.3 CoTAP/MWCNTs复合材料的物相表征及形貌分析 |
| 3.3.1 CoTAP/MWCNTs复合材料的物相表征 |
| 3.3.2 CoTAP/MWCNTs复合材料的形貌分析 |
| 3.4 CoTAP/MWCNTs的放电性能及电化学分析 |
| 3.4.1 CoTAP/MWCNTs的放电性能 |
| 3.4.2 CoTAP/MWCNTs的电化学分析 |
| 3.5 CoTAP/MWCNTs催化还原亚硫酰氯的机理研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 预制体法合成石墨烯负载四吡啶并卟啉钴纳米粒子及其电催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 预制体法制备CoTAP/Gr复合材料 |
| 4.2.3 材料分析表征方法 |
| 4.2.4 电化学测试 |
| 4.3 CoTAP/Gr复合材料的物相表征及形貌分析 |
| 4.3.1 CoTAP/Gr复合材料的物相表征 |
| 4.3.2 CoTAP/Gr复合材料的形貌分析 |
| 4.4 CoTAP/Gr的放电性能及电化学分析 |
| 4.4.1 CoTAP/Gr的放电性能 |
| 4.4.2 CoTAP/Gr的电化学性能 |
| 4.5 CoTAP/Gr催化还原亚硫酰氯的机理研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 限域法构造活性炭支撑四吡啶并卟啉钴纳米材料及其电催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 AC-F的合成 |
| 5.2.3 NCA复合材料的合成 |
| 5.2.4 材料分析表征方法 |
| 5.2.5 电化学测试 |
| 5.3 NCA复合材料的物相表征及形貌分析 |
| 5.3.1 NCA复合材料的物相表征 |
| 5.3.2 NCA复合材料的形貌分析 |
| 5.4 NCA复合材料的放电性能及电化学分析 |
| 5.4.1 NCA复合材料的放电性能 |
| 5.4.2 NCA复合材料的电化学分析 |
| 5.5 NCA复合材料催化还原亚硫酰氯的机理研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 铜掺杂四吡啶并卟啉钴纳米材料的设计合成及对锂电池的催化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 实验原料 |
| 6.2.2 Co/CuTAP纳米材料的合成 |
| 6.2.3 材料分析表征方法 |
| 6.2.4 电化学测试 |
| 6.3 Co/CuTAP纳米材料的物相表征及形貌分析 |
| 6.3.1 Co/CuTAP纳米材料的物相表征 |
| 6.3.2 Co/CuTAP纳米材料的形貌分析 |
| 6.4 Co/CuTAP纳米材料的放电性能及电化学分析 |
| 6.4.1 Co/CuTAP纳米材料的放电性能 |
| 6.4.2 Co/CuTAP纳米材料的电化学分析 |
| 6.5 Co/CuTAP纳米材料催化还原亚硫酰氯的机理研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 活性炭支撑铜掺杂四吡啶并卟啉钴纳米材料及其电催化性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验 |
| 7.2.1 实验原料 |
| 7.2.2 Co/CuTAP-AC复合材料的合成 |
| 7.2.3 材料分析表征方法 |
| 7.2.4 电化学测试 |
| 7.3 Co/CuTAP-AC复合材料的物相表征及放电产物形貌分析 |
| 7.3.1 Co/CuTAP-AC复合材料的物相表征 |
| 7.3.2 Co/CuTAP-AC复合材料催化后放电产物的形貌分析 |
| 7.4 Co/CuTAP-AC复合材料的放电性能及电化学分析 |
| 7.4.1 Co/CuTAP-AC复合材料的放电性能 |
| 7.4.2 Co/CuTAP-AC复合材料的电化学分析 |
| 7.5 Co/CuTAP-AC复合材料的放电产物机理研究 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 结论及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
（3）高能量密度富锂锰正极材料的制备及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Li-ion电池概述 |
| 1.2.1 按正极材料分类 |
| 1.2.2 按外形结构分类 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 目前研究进展 |
| 1.4.1 富锂锰正极材料研究进展 |
| 1.4.2 Si基负极材料研究进展 |
| 1.5 本文研究目的和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验电池的组装 |
| 2.1.1 纽扣电极的制备和组装 |
| 2.1.2 全电池电极制备和组装 |
| 2.2 实验试剂、仪器以及材料表征设备 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器以及表征设备 |
| 2.3 实验材料的表征和测试 |
| 2.3.1 X射线衍射表征 |
| 2.3.2 Rietveld精修 |
| 2.3.3 材料形貌表征 |
| 2.3.4 材料组成表征 |
| 2.3.5 充放电测试 |
| 2.3.6 交流阻抗测试 |
| 2.3.7 安全性测试 |
| 参考文献 |
| 第三章 共沉淀法制备前驱体和Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 [Mn_(0.67)5Ni_(0.1625)Co_(0.1625)]CO_3前驱体制备 |
| 3.2.2 Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2正极材料制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 制备过程参数对前驱体结构的影响 |
| 3.3.2 混合煅烧过程对Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2电化学性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 共沉淀-凝胶法制备Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2的机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的结构衍射分析 |
| 4.3.2 材料的生长机理分析 |
| 4.3.3 材料的晶体结构分析 |
| 4.3.4 材料的失效机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 高能量密度富锂锰基18650圆柱电池的开发与应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 18650圆柱电池制作 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 电压范围对电池容量的影响 |
| 5.3.2 电压范围对倍率性能的影响 |
| 5.3.3 电压范围对循环寿命的影响 |
| 5.3.4 电池的低温性能 |
| 5.3.5 电池的高温性能 |
| 5.3.6 电池的安全性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 附录 S1.高性能Li-S复合正极材料S/g-C_3N_4-CNTs的制备及性能研究 |
| S1.1 引言 |
| S1.2 实验部分 |
| S1.2.1 g-C_3N_4-CNTs载体材料的制备 |
| S1.2.2 S/g-C_3N_4-CNTs复合正极材料的制备 |
| S1.2.3 Li_2S_x吸附样品的制备 |
| S1.2.4 模拟计算方法 |
| S1.3 结果与讨论 |
| S1.3.1 结构和形貌表征 |
| S1.3.2 化学结构与成分分析 |
| S1.3.3 密度泛函理论计算 |
| S1.3.4 电化学性能 |
| S1.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文以及获奖情况 |
| 致谢 |
（4）锂氟化碳一次电池的改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 氟化碳正极材料简介 |
| 1.3 锂/氟化碳电池简介 |
| 1.3.1 锂/氟化碳电池工作原理 |
| 1.3.2 氟化碳的制备方法 |
| 1.3.3 锂/氟化碳电池的实际应用 |
| 1.4 锂氟化碳电池的研究现状 |
| 1.4.1 正极研究进展 |
| 1.4.2 电解液研究进展 |
| 1.4.3 集流体研究进展 |
| 1.4.4 金属锂负极研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 电极制作及电池组装 |
| 2.2.1 正极极片物质混料方法 |
| 2.2.2 电池的组装与性能测试 |
| 2.3 实验所用到表征测试方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电镜 |
| 2.3.3 X射线能谱分析 |
| 2.3.4 热重分析和差热分析 |
| 2.3.5 恒流放电测试 |
| 2.3.6 交流阻抗测试 |
| 第3章 氟化碳材料的改性及电化学性能研究 |
| 3.1 未改性氟化碳材料的表征 |
| 3.1.1 氟化碳的SEM测试 |
| 3.1.2 氟化碳的XRD测试 |
| 3.1.3 氟化碳的热重分析 |
| 3.1.4 氟化碳的BET测试 |
| 3.2 不同导电剂对电池放电影响 |
| 3.3 不同正极混料比例对电池放电影响 |
| 3.4 CF_x/C/MnO_2材料制备及电化学性能研究 |
| 3.4.1 基于不同碳源CF_x@C的制备 |
| 3.4.2 CF_x@C材料的表征 |
| 3.4.3 CF_x/C/MnO_2的制备及电化学测试 |
| 3.5 CF_x/MnO2/CNTs复合材料的制备及电化学性能研究 |
| 3.5.1 MnO_2/CNTs的制备 |
| 3.5.2 CF_x/MnO_2/CNTs复合材料的制备 |
| 3.5.3 CF_x/MnO_2/CNTs复合材料结构及形貌表征 |
| 3.5.4 CF_x/MnO_2/CNTs电化学测试 |
| 3.6 磷酸铁锂包覆氟化碳的制备及电化学性能研究 |
| 3.6.1 磷酸铁锂包覆氟化碳材料的制备 |
| 3.6.2 磷酸铁锂包覆氟化碳的表征 |
| 3.6.3 磷酸铁锂包覆氟化碳材料电化学性能分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 ZnO-MOF@Ni复合电极制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三维亲锂性复合电极制备方法 |
| 4.2.1 ZnO@Ni复合电极制备方法 |
| 4.2.2 ZnO-MOF@Ni复合电极制备方法 |
| 4.3 ZnO-MOF@Ni复合电极形貌及物性研究 |
| 4.4 ZnO-MOF@Ni复合电极电化学性能研究 |
| 4.4.1 ZnO-MOF@Ni复合电极的库伦效率 |
| 4.4.2 ZnO-MOF@Ni复合电极的成核过电位 |
| 4.4.3 ZnO-MOF@Ni复合电极的循环稳定性测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）碳基混合电容器的可控构建及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 混合电容器简介 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 储能机制 |
| 1.2.3 优缺点 |
| 1.2.4 性能 |
| 1.3 混合电容器的研究进展 |
| 1.3.1 锂离子混合电容器 |
| 1.3.2 钾离子混合电容器 |
| 1.3.3 锌离子混合电容器 |
| 1.3.4 科学问题和挑战 |
| 1.4 本论文的研究目的、内容及意义 |
| 第2章 实验与分析测试方法 |
| 2.1 实验所用原料及仪器设备 |
| 2.1.1 原料及化学试剂 |
| 2.1.2 主要仪器设备 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 形貌表征 |
| 2.2.2 结构、成分表征 |
| 2.3 电化学性能测试与分析 |
| 2.3.1 电极制备 |
| 2.3.2 电池组装 |
| 2.3.3 性能测试与分析 |
| 2.3.4 性能参数及计算公式 |
| 2.4 实验部分 |
| 2.4.1 氧化石墨的制备 |
| 2.4.2 氧化石墨烯分散液的制备 |
| 2.4.3 石墨烯水凝胶的制备 |
| 2.4.4 氧化石墨烯膜的制备 |
| 第3章 高体积性能锂离子混合电容器的构建与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 正负极厚度匹配的提出 |
| 3.3 活性炭/石墨烯复合正极材料的制备及结构表征 |
| 3.3.1 实验部分 |
| 3.3.2 结构表征 |
| 3.4 电化学性能分析 |
| 3.5 石墨//活性炭/石墨烯锂离子混合电容器电化学性能研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高比容量石墨泡沫正极的构建与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高比容量石墨泡沫正极的制备与表征 |
| 4.2.1 实验部分 |
| 4.2.2 结构表征 |
| 4.3 电化学性能分析 |
| 4.3.1 正极电化学性能分析 |
| 4.3.2 负极电化学性能分析 |
| 4.4 机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高体积性能钾离子混合电容器的构建与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 三维石墨烯致密组装体正极材料的制备 |
| 5.2.2 二维石墨烯致密薄膜负极材料的制备 |
| 5.2.3 电极制备、电池组装及测试 |
| 5.3 三维石墨烯致密组装体结构表征及电化学性能研究 |
| 5.3.1 结构表征 |
| 5.3.2 电化学性能分析 |
| 5.4 二维石墨烯致密薄膜的结构表征及电化学性能研究 |
| 5.4.1 结构表征 |
| 5.4.2 电化学性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高性能锌离子混合电容器的构建与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维石墨烯致密组装体正极的制备、表征及电化学性能分析 |
| 6.2.1 实验部分 |
| 6.2.2 结构表征 |
| 6.2.3 电化学性能分析 |
| 6.3 锌/铜复合锌负极的制备及电化学性能分析 |
| 6.3.1 实验部分 |
| 6.3.2 电化学性能分析 |
| 6.4 表面修饰的复合锌负极的制备、表征及性能分析 |
| 6.4.1 实验部分 |
| 6.4.2 结构表征 |
| 6.4.3 耐腐蚀性能研究 |
| 6.4.4 无枝晶性能研究 |
| 6.4.5 全电池性能研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）ZIF-67衍生材料的制备及在锂硫电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂硫电池概述 |
| 1.2.1 锂硫电池结构组成 |
| 1.2.2 锂硫电池充放电原理 |
| 1.2.3 锂硫电池存在的问题 |
| 1.3 锂硫电池正极材料研究进展 |
| 1.3.1 硫/碳复合材料 |
| 1.3.2 硫/金属化合物复合材料 |
| 1.3.3 硫/导电聚合物 |
| 1.4 本论文的选题依据及研究内容 |
| 第2章 实验试剂、设备及表征方法 |
| 2.1 实验试剂和设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料的物理表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 热重分析(TGA) |
| 2.2.5 比表面积测试(BET) |
| 2.2.6 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 电极的制备及电池组装 |
| 2.3.2 恒流充放电测试 |
| 2.3.3 循环伏安测试(CV) |
| 2.3.4 交流阻抗测试(EIS) |
| 第3章 核壳结构Co@NPC@TiO_2-S的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 Co@NPC的制备 |
| 3.2.2 Co@NPC@TiO2 的制备 |
| 3.3 样品的表征 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.3 SEM和 TEM分析 |
| 3.3.4 EDS分析 |
| 3.4 样品的电化学性能测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CoNi-掺杂富氮多孔碳框架的制备及电化学性能的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Co_xNi_(1-x)-NC/S复合正极材料的制备与表征 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 XRD和 TGA分析 |
| 4.2.3 BET分析 |
| 4.2.4 SEM分析 |
| 4.2.5 TEM分析 |
| 4.3 Co_xNi_(1-x)-NC/S复合正极材料电化学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 镍钴混合氧化物/碳纳米管复合材料的制备及电化学性能的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 Ni-Cooxide/CNTs/S复合正极材料的制备与表征 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 XRD分析 |
| 5.2.3 SEM分析 |
| 5.2.4 TEM分析 |
| 5.2.5 XPS分析 |
| 5.3 Ni-Cooxide/CNTs/S复合正极材料的电化学性能测试分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
（7）表面改性石墨铜/铝力学性能及导热率研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 封装材料国内外研究现状 |
| 1.2.1 常见封装材料的分类 |
| 1.2.2 碳素材料的分类 |
| 1.3 碳素复合材料研究现状 |
| 1.3.1 碳素复合材料国内外研究现状 |
| 1.3.2 金属基复合材料制备方法 |
| 1.4 本课题的研究背景和内容 |
| 1.5 材料表征 |
| 1.6 材料性能 |
| 第2章 表面改性石墨纸铜导热复合材料 |
| 2.1 实验材料的选择 |
| 2.2 表面改性石墨纸铜导热复合材料的制备方法 |
| 2.2.1 化学氧化石墨纸表面改性方法 |
| 2.2.2 表面改性石墨纸铜导热复合材料的制备 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.4 材料性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 未镀层石墨铝导热复合材料 |
| 3.1 实验材料的选择 |
| 3.2 未镀层石墨铝导热复合材料的制备方法 |
| 3.2.1 石墨处理方法 |
| 3.2.2 未镀层石墨铝导热复合材料的制备 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.4 材料性能 |
| 3.4.1 抗弯强度 |
| 3.4.2 摩擦因数 |
| 3.4.3 磨损量 |
| 3.4.4 热像 |
| 3.4.5 温度变化曲线 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 镀硅石墨铝导热复合材料 |
| 4.1 实验材料的选择 |
| 4.2 镀硅石墨铝导热复合材料的制备方法 |
| 4.2.1 石墨镀硅处理方法 |
| 4.2.2 镀硅石墨铝导热复合材料的制备 |
| 4.3 材料表征 |
| 4.4 材料性能 |
| 4.4.1 抗弯强度 |
| 4.4.2 摩擦因数 |
| 4.4.3 磨损量 |
| 4.4.4 热像 |
| 4.4.5 温度变化曲线 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 镀铜石墨铝导热复合材料 |
| 5.1 实验材料的选择 |
| 5.2 镀铜石墨铝导热复合材料的制备方法 |
| 5.2.1 石墨镀铜处理方法 |
| 5.2.2 镀铜石墨铝导热复合材料的制备 |
| 5.3 材料表征 |
| 5.4 材料性能 |
| 5.4.1 抗弯强度 |
| 5.4.2 摩擦因数 |
| 5.4.3 磨损量 |
| 5.4.4 热像 |
| 5.4.5 温度变化曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文 |
（8）基于印刷电子技术的智能显窃启包装材料设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 印刷电子油墨与技术 |
| 1.2.1 导电油墨 |
| 1.2.2 银纳米线的制备 |
| 1.2.3 印刷电子技术与方法 |
| 1.3 印刷传感器 |
| 1.3.1 传感器概述 |
| 1.3.2 应力传感器工作原理 |
| 1.4 显窃启包装 |
| 1.4.1 显窃启包装概念及原理 |
| 1.4.2 显窃启包装分类 |
| 1.5 研究思路及主要研究内容 |
| 1.5.1 研究思路 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 V型银纳米线的可控制备与生长机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 V型银纳米线的可控制备 |
| 2.2.3 V型银纳米线生长机理研究实验 |
| 2.2.4 测试与表征 |
| 2.3 V型银纳米线形貌与结构成分 |
| 2.3.1 V型银纳米线的光学性质及形貌 |
| 2.3.2 V型银纳米线的结构和成分 |
| 2.4 V型银纳米线形貌影响因素研究 |
| 2.4.1 添加剂种类对V型银纳米线形貌的影响 |
| 2.4.2 不同浓度的CuCl2对V型银纳米线形貌的影响 |
| 2.4.3 不同反应温度对V型银纳米线形貌的影响 |
| 2.4.4 不同反应釜内衬顶空率对V型银纳米线形貌的影响 |
| 2.4.5 不同洗涤试剂对V型银纳米线的影响 |
| 2.4.6 不同的离心转速对V型银纳米线形貌的影响 |
| 2.4.7 洗涤过程中超声处理对V型银纳米线形貌的影响 |
| 2.5 V型银纳米线的生长机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高性能银纳米线导电油墨的合成与电极应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 银纳米线导电油墨的制备方法 |
| 3.2.3 银纳米线柔性电极的制备方法 |
| 3.2.4 测试与表征 |
| 3.3 银纳米线导电油墨的流变行为研究 |
| 3.3.1 导电油墨的粘弹性分析 |
| 3.3.2 导电油墨的触变性分析 |
| 3.4 银纳米线导电油墨的印刷适性研究 |
| 3.4.1 导电油墨在PET、纸张、织物上的润湿性分析 |
| 3.4.2 热处理时间对导电油墨印刷适性的影响 |
| 3.4.3 导电油墨在PET、纸张、织物上的印刷适性分析 |
| 3.5 导电油墨电学性能分析 |
| 3.5.1 烧结温度对油墨导电性能的影响 |
| 3.5.2 烧结时间对油墨导电性能的影响 |
| 3.6 银纳米线导电油墨的应用 |
| 3.7 银纳米线导电油墨的稳定性研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于银纳米线油墨的柔性传感器的制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 银纳米线柔性传感器的制备 |
| 4.2.2 测试与表征 |
| 4.2.3 传感器的图案设计 |
| 4.3 PET基银纳米线柔性弯曲传感器的传感性能研究 |
| 4.3.1 弯曲角度对PET基直线型银纳米线柔性弯曲传感器性能的影响 |
| 4.3.2 印刷线宽对PET基直线型银纳米线柔性弯曲传感器性能的影响 |
| 4.3.3 印刷图案对PET基银纳米线柔性弯曲传感器性能的影响 |
| 4.3.4 PET基银纳米线柔性弯曲传感器的机械循环稳定性分析 |
| 4.3.5 预弯处理后PET基直线型银纳米线柔性弯曲传感器的性能研究 |
| 4.4 纸基银纳米线柔性弯曲传感器的传感性能研究 |
| 4.4.1 弯曲角度对纸基直线型银纳米线柔性弯曲传感器性能的影响 |
| 4.4.2 印刷线宽对纸基直线型银纳米线柔性弯曲传感器性能的影响 |
| 4.4.3 纸基银纳米线柔性弯曲传感器的机械稳定性分析 |
| 4.5 银纳米线柔性弯曲传感器的传感机理研究 |
| 4.5.1 小角度弯曲下的传感机理 |
| 4.5.2 极端角度弯曲下的传感机理 |
| 4.5.3 预弯处理后的传感机理 |
| 4.6 银纳米线柔性传感器与商用银浆柔性传感器性能比较研究 |
| 4.6.1 PET基商用银浆传感器与银纳米线传感器微观形貌分析 |
| 4.6.2 PET基商用银浆传感器与银纳米线传感器传感性能比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于柔性传感器的智能显窃启包装设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 智能显窃启包装的设计制作 |
| 5.2.2 包装功能测试 |
| 5.3 摇盖式智能显窃启包装的传感性能分析 |
| 5.3.1 飞机盒智能显窃启包装的传感性能分析 |
| 5.3.2 合页盖式智能显窃启包装的传感性能分析 |
| 5.4 撕拉式智能显窃启包装的传感性能测试 |
| 5.5 智能显窃启包装的工作系统设计 |
| 5.5.1 智能显窃启包装工作系统构成及实现原理 |
| 5.5.2 智能显窃启包装工作系统控制流程 |
| 5.6 智能显窃启包装的拓展应用设计 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（9）高性能锂硫电池硫正极复合材料设计及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂硫电池概述 |
| 1.2.1 锂硫电池工作原理 |
| 1.2.2 锂硫电池面临问题与挑战 |
| 1.3 锂硫正极复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 纳米碳基硫复合材料的设计与研究 |
| 1.3.2 催化调控电化学反应动力学的研究 |
| 1.4 本文立题依据及研究内容 |
| 2.试验方法 |
| 2.1 试验试剂及仪器 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.2.1 材料结构表征 |
| 2.2.2 材料形貌表征 |
| 2.2.3 材料物理化学特性表征 |
| 2.2.4 多硫化锂吸附实验 |
| 2.3 电池组装 |
| 2.3.1 正极片涂布 |
| 2.3.2 扣式电池组装 |
| 2.3.3 模拟软包电池组装 |
| 2.3.4 对电池组装 |
| 2.3.5 硫化锂成核实验 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 充放电测试 |
| 2.4.2 循环伏安和交流阻抗测试 |
| 3.氮化钛导电桥接改性碳纳米管/硫正极复合材料性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料的设计 |
| 3.3 x-TiN@CNT-S复合材料的制备与表征方法 |
| 3.3.1 CNT预处理 |
| 3.3.2 CNT-S复合材料的制备 |
| 3.3.3 x-TiN@CNT-S复合材料的制备 |
| 3.4 x-Ti N@CNT-S复合材料的微观结构 |
| 3.4.1 复合材料的相组成 |
| 3.4.2 x-TiN@CNT-S复合材料的表面形貌 |
| 3.4.3 多硫化锂的吸附效应 |
| 3.4.4 复合材料表面化学态 |
| 3.4.5 复合材料成分分析 |
| 3.5 x-Ti N@CNT-S正极的电化学性能 |
| 3.5.1 循环伏安特性 |
| 3.5.2 离子和电子动力学特征 |
| 3.5.3 TiN含量对电化学性能的影响 |
| 3.5.4 倍率性能 |
| 3.5.5 循环性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.高面积比容量极性分级孔碳/硫正极的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 极性分级孔碳/硫复合材料的设计 |
| 4.3 极性分级孔碳/硫复合材料的制备与表征方法 |
| 4.3.1 极性分级孔碳的制备 |
| 4.3.2 极性分级孔碳/硫复合材料的制备 |
| 4.4 介孔碳/硫复合材料的结构和形貌分析 |
| 4.4.1 介孔碳/硫复合材料的结构 |
| 4.4.2 介孔碳/硫复合材料的形貌 |
| 4.5 介孔碳/硫复合材料的电化学性能 |
| 4.6 极性分级孔碳/硫复合材料的结构和形貌分析 |
| 4.6.1 极性分级孔碳/硫复合材料的形貌 |
| 4.6.2 极性分级孔碳/硫复合材料的孔径分布 |
| 4.6.3 极性分级孔碳的缺陷和表面化学元素分析 |
| 4.6.4 多硫化锂吸附效应 |
| 4.6.5 相组成及硫含量分析 |
| 4.7 极性分级孔碳/硫正极的电化学性能 |
| 4.7.1 循环伏安特性 |
| 4.7.2 离子和电子动力学特征 |
| 4.7.3 倍率性能 |
| 4.7.4 循环性能 |
| 4.8 本章小结 |
| 5.碳化钨纳米颗粒修饰促进锂硫正极反应动力学的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 碳化钨纳米颗粒修饰正极的制备与表征方法 |
| 5.2.1 碳化钨纳米颗粒修饰碳基体的制备 |
| 5.2.2 碳化钨纳米颗粒修饰硫正极复合材料的制备 |
| 5.3 碳化钨纳米颗粒修饰正极复合材料的结构和形貌分析 |
| 5.3.1 复合材料的相组成 |
| 5.3.2 复合材料的孔径分布 |
| 5.3.3 复合材料的形貌 |
| 5.3.4 复合材料的表面元素分析 |
| 5.4 碳化钨纳米颗粒修饰正极的电化学性能分析 |
| 5.4.1 碳化钨纳米颗粒的电催化行为 |
| 5.4.2 倍率性能 |
| 5.4.3 循环性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.多功能离子通道促进锂硫正极反应动力学的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多功能离子传输通道的设计 |
| 6.3 天然极性多孔碳及其正极的制备与表征方法 |
| 6.3.1 天然极性多孔碳制备 |
| 6.3.2 天然极性多孔碳/硫复合材料制备 |
| 6.4 天然极性多孔碳及其正极的结构与形貌分析 |
| 6.4.1 天然极性多孔碳的形貌 |
| 6.4.2 天然极性多孔碳的孔径分布 |
| 6.4.3 天然极性多孔碳的缺陷和表面元素分析 |
| 6.4.4 多硫化锂吸附效应 |
| 6.4.5 相组成分析和硫含量测定 |
| 6.4.6 天然极性多孔碳的电催化行为 |
| 6.4.7 离子和电子传递动力学 |
| 6.4.8 电化学性能测试 |
| 6.4.9 多硫化锂穿梭效应 |
| 6.5 本章小结 |
| 7.结论 |
| 创新点 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）聚苯胺/活性炭复合材料与改性磷酸铁锂的制备及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 聚苯胺的研究进展 |
| 1.2.1 聚苯胺的结构 |
| 1.2.2 聚苯胺的掺杂 |
| 1.2.3 聚苯胺的合成方法 |
| 1.2.4 聚苯胺的应用 |
| 1.3 聚苯胺复合材料 |
| 1.3.1 聚苯胺金属复合材料 |
| 1.3.2 聚苯胺非金属复合材料 |
| 1.3.3 PANI/碳复合材料 |
| 1.4 锂-聚苯胺二次电池 |
| 1.4.1 锂-聚苯胺二次电池机制 |
| 1.4.2 聚苯胺在锂二次电池中的应用 |
| 1.5 锂电正极材料 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验原料与测试方法 |
| 2.1 试验药品及仪器 |
| 2.1.1 试验药品 |
| 2.1.2 试验仪器 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.2.1 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 X射线衍射分析 |
| 2.2.3 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 2.2.4 比表面积测试分析 |
| 2.2.5 透射电子显微镜 |
| 2.3 复合材料电化学性能测试 |
| 2.3.1 电池组装 |
| 2.3.2 电池充放电性能测试 |
| 2.3.3 循环伏安测试 |
| 2.3.4 交流阻抗测试 |
| 第3章 聚苯胺/活性炭复合材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PANI/AC复合材料的制备 |
| 3.3 不同种类不同浓度电解液的配置 |
| 3.4 PANI/AC复合材料的物理表征 |
| 3.4.1 红外光谱测试(FT-IR) |
| 3.4.2 XRD测试 |
| 3.4.3 FE-SEM测试 |
| 3.4.4 BET测试 |
| 3.5 PANI/AC复合材料的电化学表征 |
| 3.5.1 电池充放电测试 |
| 3.5.2 电池循环伏安测试 |
| 3.5.3 电池交流阻抗测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 碳纳米管功能化及对聚苯胺的改性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 碳纳米管的功能化 |
| 4.3 PANI/AC/CNTs复合材料的制备 |
| 4.4 PANI/AC/CNTs复合材料的表征 |
| 4.4.1 红外光谱测试(FT-IR) |
| 4.4.2 XRD测试 |
| 4.4.3 FE-SEM和 TEM测试 |
| 4.5 PANI/AC/CNTs复合材料的电化学测试 |
| 4.5.1 电池充放电测试 |
| 4.5.2 电池循环伏安测试 |
| 4.5.3 电池交流阻抗测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 聚苯胺改性磷酸铁锂及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改性磷酸铁锂复合材料的制备 |
| 5.3 PANI/LiFePO_4 复合材料的物理表征 |
| 5.3.1 红外光谱测试(FT-IR) |
| 5.3.2 XRD测试 |
| 5.3.3 FE-SEM测试 |
| 5.4 PANI/LiFePO_4 复合材料的电化学表征 |
| 5.4.1 电池充放电测试 |
| 5.4.2 电池循环伏安测试 |
| 5.4.3 电池交流阻抗测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 市场经济分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 二次电池的发展现状 |
| 6.3 锂-聚苯胺电池的市场竞争分析 |
| 6.3.1 竞争优势 |
| 6.3.2 竞争劣势 |
| 6.3.3 成本分析 |
| 6.4 市场需求 |
| 6.5 市场竞争 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
四、武汉实现碳纳米管产业化 成本降至2元/克（论文参考文献）
- [1]聚合物热解碳纳米涂层无机增强体及其功能复合材料的研究[D]. 高晓东. 北京化工大学, 2021
- [2]四吡啶并卟啉钴/碳纳米复合材料的制备及对锂/亚硫酰氯电池的催化性能研究[D]. 李康. 陕西科技大学, 2021(01)
- [3]高能量密度富锂锰正极材料的制备及应用研究[D]. 何文祥. 南京大学, 2020(12)
- [4]锂氟化碳一次电池的改性研究[D]. 宾张杰. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]碳基混合电容器的可控构建及性能研究[D]. 韩大量. 天津大学, 2020(01)
- [6]ZIF-67衍生材料的制备及在锂硫电池中的应用[D]. 李苗苗. 兰州理工大学, 2020(12)
- [7]表面改性石墨铜/铝力学性能及导热率研究[D]. 宁越洋. 江汉大学, 2020(01)
- [8]基于印刷电子技术的智能显窃启包装材料设计研究[D]. 柯胜海. 湖南工业大学, 2019(07)
- [9]高性能锂硫电池硫正极复合材料设计及电化学性能研究[D]. 张静. 西安理工大学, 2019(01)
- [10]聚苯胺/活性炭复合材料与改性磷酸铁锂的制备及应用[D]. 韩涛. 哈尔滨工业大学, 2019(02)