【摘 要】
:
目前,探明的能源储量已经远远不能满足人类的未来发展使用。同时,随着各种各样的电子设备,新能源汽车和储能电网的出现和迅速发展,人类迫切需要开发出成本低廉,无污染,高能量以及高安全性的储能设备。锂硫电池因其更高的能量密度和高安全性,以及硫的储量丰富,价格低廉,无环境污染和高理论容量(1672 mAh g-1)等优势被广泛研究。但是锂硫电池实际应用依然存在许多问题。首先,单质硫(S8)及其放电产物(Li
【基金项目】
:
国家自然科学基金资助(编号:21773203,21971221,21401162);
论文部分内容阅读
目前,探明的能源储量已经远远不能满足人类的未来发展使用。同时,随着各种各样的电子设备,新能源汽车和储能电网的出现和迅速发展,人类迫切需要开发出成本低廉,无污染,高能量以及高安全性的储能设备。锂硫电池因其更高的能量密度和高安全性,以及硫的储量丰富,价格低廉,无环境污染和高理论容量(1672 mAh g-1)等优势被广泛研究。但是锂硫电池实际应用依然存在许多问题。首先,单质硫(S8)及其放电产物(Li2S2/Li2S)的导电性较差。而且,在充放电过程中产生的多硫化物因浓度梯度穿过聚丙烯隔膜,并与锂金属反应生成Li2S2/Li2S,造成活性物质的不可逆损失,循环寿命减少以及锂金属的钝化和腐蚀。由于锂离子在锂金属表面的不均匀脱出和嵌入导致锂枝晶的形成,锂枝晶的形成会刺穿隔膜使得电池的内部短路。为了解决以上问题并加速锂硫电池的商业化,本篇论文从修饰隔膜的角度设计,将多金属氧酸盐作为催化剂或者作为前驱体制备新型纳米粒子催化多硫化物的转化,提高锂离子和电子的转移以及抑制锂枝晶的形成,提高锂硫电池的性能。具体内容如下:(1)采用静电纺丝技术将Dawson型多金属氧酸盐(K6P2W18062,P2W18)粘附在聚丙烯隔膜上,制备P2W18/PVDF纤维复合隔膜(P2W18/PVDF-PP),并将其应用在锂硫电池中。首先,纳米纤维中的P2W18可以有效吸附多硫化物。其次纳米纤维和Dawson型多金属氧酸盐中的聚阴离子(P2W180626-)可以延缓多硫化物的穿梭以及促进锂离子的转移。最后,P2W18/PVDF纳米纤维通过抑制多硫化物的穿梭,有效减少多硫化物与锂负极的反应。与商业化的聚丙烯隔膜相比,采用P2W18/PVDF/PP复合隔膜组装的电池在1.0 C下的比容量为871 mAh g-1,在2.0 C下循环600圈的容量衰减率为的0.079%,在5.0 C下的比容量为632 mAh g-1以及在硫阴极面密度为3.6 mg cm-2,电流密度0.5 C下的放电比容量为667 mAh g-1。(2)采用季铵盐(聚二烯二甲基氯化铵溶液,PDADMAC,PD)与Keggin型多金属氧酸盐充分反应以固定Keggin型多金属氧酸盐中的聚阴离子(PW12O403+),在Keggin型多金属氧酸盐催化多硫化物转化的同时,杂多蓝并不会扩散至负极。因此,采用PW12@PDADMAC(PW12@PD)和酸化碳纳米管混合后真空抽滤在聚丙烯隔膜上,制备PW12@PD/CNT/PP复合隔膜,酸化碳纳米管(CNT)增加了复合隔膜的整体导电性。PW12@PD/CNT/PP复合隔膜应用在锂硫电池中,在1.0 C下比容量1187.77mAh g-1,在5.0 C下比容量为827.68 mAh g-1。(3)基于以多金属氧酸盐为前驱体合成的纳米粒子具有纳米颗粒小,催化活性高等优势以及二硫化物(MoS2)可以有效抑制锂枝晶的形成和催化多硫化物转化。将(NH4)3[CoH6Mo6O24]·7H2O(CoMo6)为前驱体合成Co和O原子掺杂MoS2(CoO@1T-MoS2)纳米粒子,通过真空抽滤的方法粘附在聚丙烯隔膜上,制备CoO@1T-MoS2/PP复合隔膜。CoO@1T-MoS2/PP复合隔膜作为锂硫电池的隔膜在2.0C下循环400圈后的容量衰减率为0.11%,在5.0 C下循环145圈后的比容量为420 mAh g-1。本文以多金属氧酸盐为催化剂修饰隔膜或者合成纳米粒子修饰隔膜并应用在锂硫电池中,可以有效化学吸附多硫化物和物理阻碍多硫化物的扩散,催化长链多硫化物转化为短链多硫化物,加快锂离子的迁移速率,抑制锂枝晶的生长和负极的腐蚀以及显著提升电池的循环寿命和比容量。
其他文献
近年来我国非金属矿物制品行业蓬勃发展,与之而来的还有财务舞弊事件的接连曝出,在2012-2021年中,半数以上的非金属矿物制品上市公司由于涉嫌财务造假或者其他违法违规行为而受到证监会等相关部门的处罚。此前已经有豫金刚石、烯碳新材、三圣股份、金刚玻璃、三峡钢材等舞弊事件曝光,今年A股首家退市公司*ST新亿的财务舞弊案也引起了公众的关注与热议,并且证监会也表示其连续财务造假、试图规避退市、违规性质恶劣
近年来,温室效应日益加剧,全球气候变暖影响多种粮食的生产,产量出现了大幅度的下降。水稻是我国重要的三大主要粮食作物之一,热害胁迫对水稻抽穗扬花期的影响极为严重。目前,关于温度胁迫对水稻生长发育的影响研究主要在培育耐高温品种和调整栽培方式等研究居多,有机肥施用与温度互作方面研究较少。本研究以南粳9108为材料,设置化肥全量施肥(CF)、有机肥等氮全量施肥(OF)、化肥减量施肥(-20%CF)和有机肥
氮肥和灌溉方式是农业生产上调节水稻产量与品质的关键栽培措施,适宜的氮肥运筹和灌溉方式对提高水稻产量和水分养分利用效率及改善稻米品质具有重要作用。以往虽对氮肥或水分影响水稻产量及其生理机制进行了研究,但关于灌溉方式与施氮量交互作用对水稻产量与品质的影响的研究较少,相关机理亦不清楚。阐明这些问题对水稻高产、优质与高效栽培具有重要意义。本研究以扬稻6号(常规籼稻品种)和金香玉1号(常规粳稻品种)为材料,
热应激是我国南方地区羊业生产中常见的问题,热应激会直接或间接地影响动物的生理、生产和健康,给养羊业带来巨大的经济损失,同时全球变暖使越来越多的研究聚焦于如何缓解动物的热应激反应和减少其对动物生产的影响。本研究通过在热应激绵羊饲粮中添加过瘤胃葡萄糖和缓释尿素对其生产性能、瘤胃发酵、瘤胃微生物区系和血液代谢指标进行分析,以探究过瘤胃葡萄糖和缓释尿素对绵羊热应激的缓解作用。试验1日粮添加过瘤胃葡萄糖、缓
水稻是我国重要的粮食作物之一,需求量仍在不断增长;同时人民生活质量要求提高,膳食结构和食用习惯发生了重大改变,对稻米品质尤其是食味品质的要求越来越高。栽培措施和源库调节与稻米品质关系密切,前人虽有一定的研究,但对水稻产量和品质,特别是花后淀粉合成过程的影响和机理研究尚不深入。因此本研究选用甬优2640、武运粳24、扬稻6号和金香玉1号四个品种为材料,以模拟机插秧的栽培方式分别设置了氮空白区、当地农
内部控制近年来受到我国企业界的广泛关注,越来越多的管理者认识到完善的内部控制能帮助企业提高风险抵御力、完善运营管理和提升竞争力。然而,很多企业对内部控制的理解尚不够深入,实际应用局限在审计层面上,未能将内部控制与企业的战略目标相结合,让内部控制难以发挥其应有的作用。积极探索如何将企业的战略目标融入内部控制,使内部控制成为企业战略目标实现的重要保障无疑有着重要的理论意义和实践价值。平衡计分卡作为战略
食味品质是稻米重要的品质性状,直接影响稻米的消费市场。较多研究表明稻米食味品质与籽粒蛋白质含量、植株氮素代谢密切相关,但相关机制研究并不深入。蛋白质是水稻籽粒的第二大组成部分,其合成与积累受众多基因调控,容易受外界环境影响,而且蛋白质合成与积累机制及其与稻米食味品质的关系相对复杂。为了解水稻籽粒蛋白质合成与积累特征,分析其籽粒蛋白质积累对稻米食味品质的影响机制,本研究选取了食味差异明显的常规粳稻和
随着土壤盐碱化的日益加剧,盐碱土地如何有效利用成为制约农业生产的重要问题。水稻是对盐胁迫中度敏感的作物,盐胁迫下水稻产量大幅减少。因此,阐明耐盐性不同水稻对盐胁迫的响应及其生理特性对于探究水稻抵抗盐胁迫的生理机制具有重要意义。本研究以5个耐盐水稻品种和2个盐敏感水稻品种为材料,设置了 5个不同盐浓度处理(0,1,2,2.5和3 g kg-1)。主要结果表明:1.相较于盐敏感水稻,耐盐水稻品种能够耐
磷是植物必需的大量营养元素之一,作物对磷的吸收利用率低以及土壤缺磷状况严重是绿色高效农业发展的两个重要限制因素。培育和选用耐低磷水稻品种(在低磷条件下产量和磷利用率较高),对于减少磷肥的施用、提高水稻产量和磷肥利用率具有十分重要的意义。但是,有关水稻品种,特别是中籼稻品种的耐低磷性、耐低磷品种的农艺生理特征及稻米品质状况仍不清楚。本研究以近80年来具有代表性的12个中熟籼稻品种为材料,进行全生育期
第1章 溃疡性结肠炎临床指标、中医分型及疾病严重程度相关性分析目的:探索外周血转化生长因子-β1(TGF-β1)、红细胞沉降率(ESR)、(C反应蛋白(CRP)、血清总胆红素(STB)与活动期溃疡性结肠炎(UC)疾病严重程度及中医证型的相关性。方法:UC组纳入32例活动期UC患者,健康对照组纳入32例健康者,UC组依据改良Mayo评分及肠镜内镜评分划为轻度、中度和重度,中医辨证为脾肾阳虚和大肠湿热