基于分级有序孔镍/氢氧化镍微电极的微型镍锌电池

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hwen1023
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自供电微型电子设备的快速发展使得人们对高性能微型电池的需求日益增加。然而,在微型电池中同时获得高能量密度和高功率密度是一个重大的挑战。使用超薄微电极可以使微型电池获得较高的功率密度,但与此同时其较低的单位面积活性材料负载量会导致微型电池的能量密度无法满足微型电子设备的需求。增加微电极的厚度可以提高单位面积活性材料的负载量,从而使微型电池获得更高的能量密度,但由于电子传输和离子扩散距离的增长,往往会导致微型电池功率密度的降低。研究表明,基于三维介孔微电极的微型电池有望同时实现高能量密度和高功率密度,然而大多数构筑三维介孔材料的方法难以与微型电池的微加工工艺兼容,基于三维介孔微电极的微型电池的开发仍处于起步阶段。因此,开发基于三维介孔微电极的微型电池是一项亟待解决的问题。本文通过一系列微加工工艺成功制作了基于分级有序孔微电极的微型镍锌电池,并采用多种表征手段和测试方法,对其物相和结构进行了全面的表征,对其电化学性能进行了系统的研究。主要研究内容及结果如下:(1)通过模板法结合阳极氧化等微加工工艺成功制作了分级有序孔镍/氢氧化镍微电极,其孔结构由相互连接的有序大孔和介孔组成。(2)对不同厚度的分级有序孔镍/氢氧化镍微电极进行了电化学测试,随着微电极厚度的增加,微电极的能量密度也相应提高,而功率密度仅有微小的损失,有效的减少了微电极厚度的增加对电化学性能的负面影响。微电极性能提升的主要原因在于分级有序孔结构具有较大比表面积,从而可以获得更高的活性材料负载量,并可以同时优化离子的扩散和电子的传输。(3)以分级有序孔镍/氢氧化镍微电极为正极,锌微电极为负极,组装了准固态微型镍锌电池,在1 mA cm-2的电流密度下具有超高的容量(150.19μAh cm-2),在20 mA cm-2的电流密度下,容量保持率高达59.2%,显示出了优异的倍率性能。与此同时该微型电池还具有超高的能量/功率密度(0.26 mWh cm-2,33.8 mW cm-2),远超大多数报道过的微型储能器件。
其他文献
【正】陕政办发[2009]42号各市、县、区人民政府,省人民政府各工作部门、各直属机构:为贯彻《国务院办公厅关于切实做好当前农民工工作的通知》(国办发[2008]130号)精神,及
论述了超长细钻孔桩施工的原理。
关于内容与形式的关系似乎永远是争论的焦点,而提到此就不得不提到沙利文,他首先突出了建筑功能并提出了“形式随从功能”(Form follows function)的惊人口号。利用形式去充实内
地铁车站站住一般设于城市繁华地带,周边建筑物、管线密集,交通流量较大。车站围护结构设计时应充分考虑对周边环境的影响,通过对施工先后顺序、临时支撑替换的调整。做到既要保
培育和发展优秀的农民专业合作组织对促进河南省农业的发展起着重要的作用。通过分析农民专业合作组织在发展过程中存在的问题,提出了相应的对策。同时总结出河南省农民专业合
如何使得视障读者充分、合理地利用图书馆,让他们接受最好的信息服务,是每个公共图书馆应尽的义务。本文初步探讨了一下公共图书馆如何更好地为视障读者服务,建立一个专门针对视
简述了转Bt基因抗虫棉的种植情况及存在问题。并就转Bt基因抗虫棉杀虫机理和棉铃虫对转Bt基因抗虫棉的抗性机制及其监测进行了阐述。针对出现的问题提出了相应的对策,包括进
温度变化是影响植物生长和发育的一个非常重要的因素,而光合作用是植物对温度变化最为敏感的生理过程.高温胁迫给植物光合器官造成了严重的危害,但在高温胁迫下,植物并不是消
地震偏移成像质量的好坏对于后期的地震处理、油藏机理解释至关重要。地震偏移成像常用的方法主要有3种,第一是基于射线理论的克积霍夫偏移,第二是基于单程波理论的单程波偏
少数民族地区公共图书馆有着其他公共图书馆不可具备的特殊作用。本文通过分析少数民族地区图书馆存在的主要问题和问题产生的原因,提出让少数民族地区图书馆在少数民族地区经