【摘 要】
:
水系锌离子二次电池由于其较高的能量密度和功率密度,以及较为低廉的制做成本和简便的制造工艺逐渐进入储能研究热点领域,特别是正极材料的开发与制备尤为关键。其中,锰和钴
论文部分内容阅读
水系锌离子二次电池由于其较高的能量密度和功率密度,以及较为低廉的制做成本和简便的制造工艺逐渐进入储能研究热点领域,特别是正极材料的开发与制备尤为关键。其中,锰和钴系材料由于合成较为简便,比容量高等优势被人们广泛研究,但却因纯相的无机金属材料具有广泛的导电性能差,多次循环后体积膨胀剧烈等问题,严重影响电池整体系统的持久稳定。为了解决此类问题而引入碳或易导电材料等组分,增加复合材料的导电性,提升电导率,以达到提高电池循环稳定性的目的。本论文的主要内容有:(1)首先采用二氧化硅微球作为牺牲模板,将二氧化锰与空心的氮掺杂碳纳米微球复合,制备出中空球状的二氧化锰与氮掺杂碳纳米微球复合的正极材料,从而可以提高二氧化锰的导电性能、结构稳定性和循环稳定性;测试结果表明:在100 m A g-1的电流密度下有着大约206 m A h g-1的容量,经过大电流密度(500 m A g-1)充放电测试,在循环650圈后仍可以保留大约103 m A h g-1的容量,容量保持率大约在98.3%,其杰出的电化学行为归因于锰氧化物和中空多孔碳纳米球的协同效应,即复合材料较大的电子修饰界面,高质量负载和稳定的碳层结构产生的整体效应。(2)取适量的石墨烯材料,通过简单的水热反应,在片层石墨烯中合成了八氧化五锰的前驱体材料,经过在空气氛围下高温煅烧,石墨烯材料被还原,而前驱体材料被氧化为八氧化五锰晶体材料,并均匀地散布在还原性石墨烯材料上。该电极在较小电流密度下(100 m A g-1)表现出优异的循环性能,经过100圈循环后仍可以保持250 m A h g-1的容量;结合非原位的拉曼光谱,XRD等测试手段对比分析,探究了Zn2+和H+共嵌入机制。(3)使用一定量的高锰酸钾的水溶液在浓盐酸的作用下生成四氧化三锰的前驱体,然后加入适量的噻吩单体,在高温高压下聚合10 h,得到聚噻吩复合的棒状四氧化三锰复合材料。得益于聚噻吩材料良好的导电性及体积膨胀缓冲作用,该复合材料表现出优异的循环性能及较低的电子转移阻抗性质;在100 m A g-1的电流密度下,经过100圈循环后仍可以保持150 m A h g-1的容量。(4)先利用水热反应在高温高压下合成出花状片层的锰酸钴材料,而后考虑到单一的锰酸钴材料导电性较差,在材料中的离子迁移率较低,遂将其与hummers法制备的片层石墨烯材料复合,使花状的锰酸钴材料基于石墨烯材料生长;所得新型复合材料有着优异的导电性,在50 m A g-1的电流密度下,仍有160 m A h g-1的容量。(5)我们以锰,钴基材料为主体,将导电高分子聚合物和石墨烯等引入体系,在增强主体结构稳定性的同时,还增加了复合材料导电性及电解液的接触性;结合非原位的XRD,Raman及XPS图谱等分析手段探究其传输机制,为今后复合材料的探究及电化学机理的研究奠定基础。
其他文献
19世纪上半叶,早期来华的新教传教士开始在中国创办报刊,广泛地介绍中国社会的自然风光、人文建筑、经典著述以及社会风俗等。《华西教会新闻》(The West China Missionary News)作为基督新教在华西南地区创办的第一份英文期刊和近代四川新闻史上出版年份最长的期刊,较为完整地保存了西方传教士在1899—1943年间对华西南社会文化和风土人情的观察,成为西方人了解西南风土人情的重要介
为了提高生物质精炼的盈利能力和可持续性,近年来科研工作者致力于有效分离和转化木质纤维原料的各组分,以实现木质纤维资源的全组分综合利用。将传统制浆造纸行业与生物质精
为了实现场车的结构简单化、体积小型化、整机轻量化,满足在爆炸性危险环境中使用的特殊要求,本文针对场车变频驱动系统的机电一体化技术应用展开研究。通过对变频驱动一体机
近年来,高新技术的迅猛发展,呈现出关于人的价值与命运的不安。站在宗教研究角度可以判断,现代科技的种种挑战人性的做法,在某种程度上抵触着基督宗教的人道价值,造成张力。
本试验于2018-2019年在山东省滨州市无棣县黄河岛进行,为探究滨海盐碱地不同种植模式对作物产量、经济效益和土壤理化性质的影响,以济麦22、鲁单9066、紫花苜蓿WL354为试验材料,设置了小麦-玉米复种(W-M),小麦-玉米复种间作苜蓿(W-M|A)和苜蓿单作(MA)3种种植模式,比较了不同种植模式下作物的生长、产量形成、经济效益和土壤水盐动态等。主要研究结果如下:1不同种植模式对滨海盐碱地土
为了解决华北平原现有全新世气候变化研究在精确度、分辨率以及气候指标种类较少等方面所存在的不足,我们选取了华北平原中部一套连续的河湖相地层作为研究对象,采用多种气候替代指标,对研究区全新世气候进行了高分辨率的重建工作。基于华北平原中部霸州BZ剖面沉积物样品的多气候指标分析,包括沉积物粒度、磁化率、TOC、TN、C/N比、δ13C、δ15N、碳酸盐含量、色度,并结合AMS14C数据,重建了研究区10
季节性冻土在我国分布广泛,其中存在着融陷、盐胀、冻胀等工程病害以及污染物迁移等环境问题。冻土是典型的多相系统,存在土、水和热的相互作用。在温度梯度下,水分会发生迁移并影响土壤结构的变化,从而引起盐胀并形成污染运移通道。而土壤冻结过程引起的自净作用,使得地下水中的可溶性盐产生迁移,从而引起次生盐渍化以及污染扩散等问题。因此,开展冻结过程中的溶质迁移模拟研究显得十分必要。本文基于金兹堡-朗道理论,利用
中国中东部黑碳气溶胶(BC)浓度较高,由于其排放分布不均以及大气扩散条件复杂多变,该地区BC的分布、区域来源贡献存在较大的变化和不确定性。为了深入了解BC的分布和来源特征
本文利用2015年11月-2018年11月寿县国家气候观象台AE-33型黑碳仪测得的地面黑碳气溶胶浓度数据,对该地区黑碳气溶胶浓度的时间变化特征及气象因子对其影响进行分析。此外,对
抚顺市是我国重要的煤都,是一个以煤炭兴起的城市,在东北地区具有重要的战略地位,是东北地区重要的经济支柱。千台山滑坡是抚顺市西露天矿南帮由于常年露天开采形成的一个特大型滑坡,在自然和人为因素的影响下近年来已经多次发生滑动,严重威胁附近居民的生命财产安全和社会稳定。因此,针对此滑坡进行危险性分析是非常必要的。本文以千台山滑坡为研究对象,在广泛搜集前人研究成果和资料的基础上,结合野外实地调查数据,利用F