【摘 要】
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锂金属负极由于其具有较高的理论比容量(3860 mAh g~(-1))、最低的氧化还原电位(-3.040 V vs.SHE)以及较低的密度(0.534 g cm~(-3)),有望成为新一代的锂电池负极材料。然而由于锂金属具有极强的还原性,容易与电解液反应并降低电解液/电极界面的稳定性,进而产生不可逆的活性锂消耗;同时锂金属电池在循环过程中产生的锂枝晶会导致电池短路失效甚至引起爆炸,降低了电池的安全
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锂金属负极由于其具有较高的理论比容量(3860 mAh g~(-1))、最低的氧化还原电位(-3.040 V vs.SHE)以及较低的密度(0.534 g cm~(-3)),有望成为新一代的锂电池负极材料。然而由于锂金属具有极强的还原性,容易与电解液反应并降低电解液/电极界面的稳定性,进而产生不可逆的活性锂消耗;同时锂金属电池在循环过程中产生的锂枝晶会导致电池短路失效甚至引起爆炸,降低了电池的安全性能,因此需要寻求抑制锂枝晶的方法。目前添加剂是抑制锂枝晶最有效和简便的方法,本文采用1-氟吡啶四氟硼酸
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锂硫电池具有高能量密度,是一种极具发展前景的二次电池体系。本研究采取隔膜修饰策略,制备了两种新型的具有锂离子选择性传导能力的锂化共价有机框架(Li-COF)修饰隔膜,其特殊的贯穿孔结构和丰富的锂化位点使Li-COF中的纳米通道可以提升锂离子的传导能力。基于COF有序孔道内的锂化位构筑,本论文设计了具有两种不同结构单元的Li-COF,分别利用吸附转化机制和静电排斥机制抑制穿梭效应。主要研究成果如下:
超级电容器作为一种新兴的能源动力电源，因其功率密度高、循环稳定性好、充放电速度快而引起广泛关注。然而，较低的能量密度严重阻碍其商业应用。因此，设计组装成非对称超级电容器(ASCs)，实现电压窗口和能量密度的最大化成为近年来超级电容器研究的主要方向。本文制备了金属氧化物α-Fe2O3与三维多孔的石墨烯水凝胶(GH)的复合材料，替代ASCs目前使用的低比电容量的碳基负极材料。以α-Fe2O3/GH为负
由于传统化石能源的大量开采和使用会对生态环境产生严重破坏，因此大力开发可再生能源，提高其在能源供给结构中所占的比例，对于解决当前面临的环境和资源危机具有重要现实意义。太阳能光伏发电在可再生能源体系的发展规划中占有重要地位，传统商业晶硅电池受限于光电转换效率较低等因素制约，在运行中会出现热量积累，这部分余热如不及时散失，则会严重影响其发电效率和长期稳定运行。为有效控制太阳能电池板工作温度并降低太阳能
随着社会的快速发展，人类对于各类能源的需求越来越大。大量不可再生的化石能源的开发，使得陆地资源逐渐匮乏，寻找一种新型的绿色清洁可再生能源显得尤为重要。人们逐渐将目光投向海洋，镁海水电池满足深海探测设备的电力供应需求，且安全环保，研究人员充分利用海洋自身条件开发镁海水电池。然而镁尽管具备诸多优势，其用作阳极材料时也存在放电活性低与自腐蚀严重等问题。本文利用基于第一性原理的量子力学计算方法，对合金元素
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