【摘 要】
：
硫正极具有理论比容量高(1675 mAhg-1)、成本低和来源广泛的优势,与锂/钠金属匹配,得到高能量密度的锂硫/钠硫电池。但是在传统液态锂硫电池中存在“穿梭效应”,即中间产物多硫化物溶解流失,造成活性物质损失和容量剧烈衰减。此外,硫的电子绝缘性和充放电中体积膨胀等问题,阻碍硫正极的发展。硒（Se）和碲（Te）作为硫的同主族元素,具有更高的电子电导率,可作为共熔加速剂,改善硫正极的反应动力学。因此
论文部分内容阅读
硫正极具有理论比容量高(1675 mAhg-1)、成本低和来源广泛的优势,与锂/钠金属匹配,得到高能量密度的锂硫/钠硫电池。但是在传统液态锂硫电池中存在“穿梭效应”,即中间产物多硫化物溶解流失,造成活性物质损失和容量剧烈衰减。此外,硫的电子绝缘性和充放电中体积膨胀等问题,阻碍硫正极的发展。硒（Se）和碲（Te）作为硫的同主族元素,具有更高的电子电导率,可作为共熔加速剂,改善硫正极的反应动力学。因此,掺杂Se/Te来设计共熔加速固相转化硫正极,研究其储锂或储钠性能。本文主要研究内容和结论如下:（1）针对多硫化物溶解和反应动力学慢的问题,将固态电解质膜（SEI）和共熔加速剂Se相结合来改善固相转化硫正极的循环和倍率性能。在稀释高浓电解液中,有限的可溶性多硫化物/多硒化物和碳酸乙烯酯之间发生亲核反应形成SEI膜。硒掺杂硫正极（BP2000/S-Se-3%）可以减小过电位,降低电荷转移阻抗。在1 Ag-1下,BP2000/S-Se-3%的放电容量是普通碳硫（BP2000/S）的3.7倍。BP2000/S-Se-3%在100次循环后放电比容量为861.5 mAhg-1,容量保持率为99.4%。（2）针对全固态电池反应动力学慢的问题,设计碲掺杂的硫化聚丙烯腈正极（S-Te@p PAN）,探讨其在高低温条件下的电化学性能。共熔加速剂Te有利于在固相转化硫正极充放电循环中减小过电位和反应阻值,表明Te掺杂有利于提高反应动力学,提高硫正极的活性物质利用率。S-Te@p PAN钠硫电池在300 mAg-1循环50圈后保有比容量639.6 mAhg-1,而硫化聚丙烯腈（S@p PAN）的比容量仅为249.1 mAhg-1。此外,在全固态锂硫电池,S-Te@p PAN的电化学性能也优于S@p PAN。
其他文献
氢能是一种绿色可再生能源,在缓解环境和能源危机问题方面具有巨大潜力。电催化析氢因其工艺简单,无污染,所得氢气纯度高等优点而在诸多制氢工艺中备受关注。Pt和Ru优越的本征催化活性使其成为析氢反应（Hydrogen Evolution Reaction,HER）催化剂的首选材料,且采用各种非金属对其HER催化性能进行优化的研究也层出不穷,然而使用富勒烯C60调控Pt/Ru HER催化性能的工作却鲜见报
正极材料是影响锂离子电池性能的关键因素之一。磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）因理论容量大（197 mAh/g）、工作电压高（4.6 V）、稳定性强等优点,被认为是锂离子电池的重要候选正极材料之一。然而,与其它聚阴离子型磷酸盐正极材料类似,Li3V2（PO4）3本征电子导电性较低,这严重影响了该材料的实际应用。本论文系统研究了磷酸钒锂的碳包覆制备工艺参数对Li3V2（PO4）3/C的结构形貌、电化
作为无机固态电解质之一的卤化物固态电解质具有室温离子电导率较高、对高电压正极稳定、制备简易等优势而被研究者所关注,但是卤化物固态电解质的离子电导率(10-4～10-3 S cm-1)相对于硫化物固态电解质和有机液态电解质(10-2 S cm-1)仍有一定的差距,同时卤化物固态电解质普遍对锂负极不稳定,本文针对这两个问题做出如下研究:（1）针对卤化物固态电解质Li3YCl6的离子电导率相对较低的问题
自愈合材料能够在受损部位产生可逆动态交联反应,自行修复损伤,保证器件结构和功能的完整性。发展可自愈合的水凝胶基热电材料,不仅可以赋予热电材料柔性,还有望提升其可靠性和使用寿命。基于此,本论文研究了三种水凝胶基自愈合热电材料:聚丙烯酰胺/硒化银（PAAm/Ag2Se）、聚丙烯酸/黄原胶/硒化银（PAAc/XG/Ag2Se）和聚丙烯酸/黄原胶/碲化铋(PAAc/XG/Bi2Se0.3Te2.7)的制备
固态电解质有效避免了商用锂离子电池漏液、易燃、易爆等问题。聚氧化乙烯（PEO）基固态电解质因低成本、易加工等优点,被普遍认为是固态电解质商业化应用的首选,但循环稳定性较差、离子电导率较低、电化学窗口较窄,现有研究主要采用共混、共聚等方法改善这些问题。本论文向PEO基体中引入Mg-MOF-74（以下简称Mg-MOF）,制备PEO/Mg-MOF复合固态电解质,并进行紫外光束辐照,具体研究如下:（1）溶
硬质涂层具备高硬度和优异的耐磨性能,但因其与基体间力学性能差异大,膜基间应力分布复杂且结合强度不足,易产生早期脱落失效从而影响模具的使用寿命。多元多层涂层通过调控涂层元素、结构和力学性质匹配,避免了应力突变,实现了涂层综合性能的提升。因此,本文结合了激光微织构技术和表面涂层技术,利用两者的协同作用来改善膜基结合情况,提高多元多层硬质涂层的综合性能,从而延长模具钢基体的使用寿命。本文的主要研究结果如
硅基材料因为具有较高的理论比容量、较低的嵌锂电位、资源丰富,被认为是最为理想的锂离子电池负极材料之一。然而,受限于硅基材料在充放电过程中剧烈的体积效应以及其本身较差的电导率,硅基电极材料难以进行大规模商业化应用。为了解决这一难题,本文设计了一种具有“核-缓冲层-壳”结构的硅基复合材料。制备方法简化了传统核壳结构的硅碳复合材料的复杂制备步骤,适合大规模生产。独特的缓冲层设计有效消除了硅锂合金反应引起
固体氧化物电解池（SOEC）是一种具有广阔应用前景的能量转换装置,可以利用可再生能源将CO2高效地转化为CO,实现CO2资源化利用和可再生能源的化学存储。目前SOEC研究的关键之一是开发高效CO2还原反应阴极催化剂。本研究选用La0.6Sr0.4Fe0.8Ni0.2O3-δ（LSFN）钙钛矿氧化物,采用溶胶凝胶自燃烧法对其进行F、Cl阴离子掺杂修饰,旨在利用F、Cl阴离子在电负性、自身价态、路易斯
过渡金属硫族化合物因其独特的物理化学性质,有望用作析氢反应的非贵金属基催化剂。然而,过渡金属硫族化合物作为一种典型的范德瓦尔斯层状材料:一方面,其层间电子传导严重依赖电子隧穿,导致电荷传输受到严重限制;另一方面,其催化活性位点主要位于边缘,基平面呈化学惰性,导致催化活性位点数量不足。协同调控这两点本征限制因素对于过渡金属硫族化合物用于电催化析氢具有深刻的意义。鉴于此,本文以MoTe2为研究对象,旨
环境污染问题是目前全球发展面临的巨大阻碍。目前抗生素应用广泛,但过量抗生素的释放会对生态系统造成潜在威胁。因此,有效去除环境中的抗生素势在必行。与物理法和传统的氧化法相比,光催化技术因无污染和操作方便而被广泛研究。其中,五氧化二铌（Nb2O5）是一种生态友好型金属氧化物,其因具有较强的氧化能力和独特的Lewis和Br?nsted酸性位点而在抗生素的处理上极具潜力。但是,常态下Nb2O5的催化活性并