多級多孔碳納米纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其儲能性能的研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人口的快速增長，人們對于地球能源的消耗也相當之驚人，據(jù)估計到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)境友好和價格低廉等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池和超級電容器的電極材料，并且使這些儲能設(shè)備的性能得到了很大提升。但是傳統(tǒng)的碳材料因為較低的比表面積，對于儲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。
　　 本實驗配制了碳的前驅(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、進行了分析，并將四種材料分別制備為鋰電負極材料和超級電容器電極材料進行了相關(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)性能進行了表征。結(jié)果表明同時具有微孔、介孔和中空結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的PHCNFs比表面積高達493.0 m2·g-1，在1000 mA·g-1的大電流密度充放電時，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.