【摘 要】
:
为满足各种电力设备日益增长的电力需求,发展高能存储系统已迫在眉睫。锂硫(Li-S)电池因其高能量密度(2567 Wh kg-1)、高理论容量(1675 m Ah g-1)、硫(S)资源丰富、价格低廉而备受关注,是极具潜力的新一代可充电电池。然而,由于锂硫电池的正极S的导电性差,多硫化物(Li PSs)穿梭效应严重和氧化还原动力学缓慢等问题,使得锂硫电池的循环稳定性和倍率性能较差,因此阻碍了锂硫离子
论文部分内容阅读
为满足各种电力设备日益增长的电力需求,发展高能存储系统已迫在眉睫。锂硫(Li-S)电池因其高能量密度(2567 Wh kg-1)、高理论容量(1675 m Ah g-1)、硫(S)资源丰富、价格低廉而备受关注,是极具潜力的新一代可充电电池。然而,由于锂硫电池的正极S的导电性差,多硫化物(Li PSs)穿梭效应严重和氧化还原动力学缓慢等问题,使得锂硫电池的循环稳定性和倍率性能较差,因此阻碍了锂硫离子电池的商业化应用。为了提升锂硫电池的性能,本论文旨在设计一种具有锚定-催化双功能的修饰层用于隔膜,在锚定Li PSs的同时能够促进Li PSs的转化。V2CTx是一种典型的MXene材料,具有丰富的活性位点和电催化作用,能够通过金属-S相互作用的强化学键捕获Li PSs,并通过电催化作用促进Li PSs的氧化还原反应,是隔膜修饰的理想材料。因此,本论文基于V2CTx设计了V2CTx/CNT和V2CTx/Ti3C2Tx复合结构用于隔膜修饰。具体研究内容如下:以碳纳米管(CNT)为骨架引入极性V2CTx纳米带,构建成相互交织的导电V2CTx/CNT复合结构。利用简单的真空抽滤方法将其涂覆在商业PP隔膜上,制备了吸附-催化双功能修饰隔膜(V2CTx/CNT-PP)。其中,CNT具有良好的导电性、连续的结构和一维结构特有的机械稳定性,能够为反应提供足够的导电能力,并能防止结构在循环过程中由于体积膨胀而坍塌。而V2CTx纳米带,能够加强复合材料对Li PSs的化学锚定,同时催化Li PSs不同阶段的转化,诱导Li2S均匀成核,实现了对穿梭效应的抑制和对氧化还原反应的促进作用。得益于V2CTx/CNT的吸附-催化功能,修饰隔膜电池在2 C电流密度下放电比容量达到了893.6 m Ah g-1的优异的倍率性能。1 C电流密度下,首圈放电比容量达到1055.3 m Ah g-1,在1000次的循环过程中,平均每圈的容量衰减率仅为0.047%。利用阳离子驱动方法将V2CTx纳米带引入Ti3C2Tx中,成功复合了V2CTx/Ti3C2Tx相互交叠的层状结构并用其对Li-S电池隔膜进行修饰。其中具有高电导率、丰富活性位点和高机械性能的Ti3C2Tx纳米片作为结构基底,为材料提供了一个稳定结构,且保证了电子的快速传输。但Ti3C2Tx纳米片的自堆叠大大抑制了其吸附位点的暴露,导致吸附能力降低,不利于减缓穿梭效应。而合成的小尺寸的V2CTx纳米带具有丰富的吸附Li PSs位点和催化Li PSs转化作用,能够有效抑制穿梭效应,加快电池动力学。因此,在Ti3C2Tx纳米片层间插入V2CTx纳米带来形成两种MXene相互交叠结构,此时V2CTx纳米带获得了一个稳定且具有功能性的基底,Ti3C2Tx纳米片的自堆叠情况也被抑制。因此,V2CTx/Ti3C2Tx修饰隔膜(V2CTx/Ti3C2Tx-PP)在Ti3C2Tx纳米片和V2CTx纳米带的协同作用下,达到了高吸附和催化的双功能。使用V2CTx/Ti3C2Tx修饰隔膜的Li-S电池在2 C电流密度下获得了935.3 m Ah g-1的优异的倍率容量。在1 C下达到循环600次后每圈容量衰减率为0.062%的循环稳定性。
其他文献
当代文学史对刘恒的定位是“新写实”作家,他的小说创作主要在上世纪八十年代至九十年代完成,以中短篇小说为主,他的作品采用平实的写作手法,还原底层人物最真实的生存境遇,表现人的欲望与现实生活之间的矛盾。刘恒密切地关注着底层人物的现实生存和面临的精神困境,表现他们强烈的生存意识,书写底层人物面临的非理性、困难和死亡等境况。刘恒笔下的底层人物主要分为两类:一类是农民,处在生存边缘的农民在基本生存欲望,如,
近年来,半导体-半导体异质结的应用越来越广泛,特别是在光电转换器件和光催化领域,如太阳能电池、光电探测器、发光二极管和高效光催化剂等。其中在太阳能电池和光催化剂上的应用能够有效改善能源危机与环境污染问题。由于异质结发挥的作用越来越重要,对于异质结的研究越来越深入。因此,设计出高效的异质结就显得尤为重要。本文基于密度泛函理论和格林函数方法,在采用改进的贝克-约翰逊(MBJ)半局域交换关联泛函得到半导
随着信息技术的快速变革,各行业积累的数据资料呈爆炸式增长,数据内在的不确定性与模糊性也与日俱增,如何高效的从复杂数据中挖掘信息和发现知识成为受到诸如机器学习、数据挖掘、知识发现等多个领域的关注。经典粗糙集模型的属性约简方法以保持条件属性与决策属性的一致性原则为前提,可以实现对数据中冗余属性的约简,压缩了数据规模。然而,面对现实问题中的高维和连续型数据,经典粗糙集往往无法有效的进行属性约简。因此,基
目前主流的高中英语阅读教学模式是读前预测、读中问答和读后复习,但当前的高中生英语阅读水平与高中英语课程标准所要求的阅读素养仍存在一定差距。因此,教师应秉承新课程标准理念,利用高效的教学模式来提升高中英语阅读教学效果。“拼图式教学法”是一种学生之间的合作学习活动,活动的主体是学生。教师将其运用在高中英语阅读教学中会带给学生不一样的阅读体验。在高中英语“拼图式阅读”中,教师通过运用拼图式阅读策略,能够
稀土掺杂的白钨矿结构的钨酸盐和钼酸盐材料是近年来新兴的发光材料,以其优良的光学性能而成为了研究热点。在现有的钨钼酸盐发光材料中,为了进一步提升材料的发光强度,热稳定性和量子产率,制备出更环保,更节能,更稳定的稀土掺杂发光材料,我们采用电荷补偿的方式,并展开了以下探究:(1)利用共沉淀法制备了Dy3+单掺的以及Eu3+,Dy3+共掺的Ca(Mo O4)0.8(WO40.2)固溶体材料。通过X射线衍射
光电探测器具有将光信号转换成电信号的能力,已广泛应用于光通信、成像、环境监测、生物传感等领域。近年来,卤化物钙钛矿材料因其具有禁带宽度可调、载流子迁移率高、载流子扩散长度长、光吸收系数高、激子结合能低、缺陷密度低、可溶液加工等优点,被视为制备高性能光电器件的优选材料之一。在钙钛矿材料众多形态中,一维钙钛矿微米线具有优异的几何结构,高的比表面积和一维限域效应,是制备高性能光电探测器的优选对象之一。从
电化学储能装置因其高效率和优异的储能能力而成为最具潜力的储能系统之一,其中锂离子电池(LIBs)由于具有重量轻、使用寿命长、能量密度高、循环稳定性好等优点,已被应用于便携式电子设备、电动汽车、国家电网等新兴领域。同时锌离子电池(ZIBs)因其丰度高、成本低、理论容量高(5854 m Ah·cm-3)和氧化还原电位低(相对于标准氢电极为-0.76 V)而受到广泛关注。MXenes由于优异的金属导电性
在各国政府高强度反恐行动的作用下,部分恐怖组织从1990年代开始从事以筹集资金为目的犯罪活动,来保证自身生存,由此兼备了“恐怖组织”与“犯罪集团”双重属性。菲律宾阿布萨耶夫组织是其中的典型代表,该组织在成立之时伊斯兰恐怖组织属性明显,受到了国际恐怖主义的大力支持,但随着菲律宾政府对其进行不断打击,组织领导层被多次歼灭,与国际恐怖主义组织的联系也被数次切断,于是该组织在坚持实施恐怖袭击的同时,也开始
身为“90”后作家,王苏辛的写作在同辈中一直是“独特”的存在,她的作品虽然没有宏伟的叙事、先锋的技法,但却有一股震慑心灵的力度。关于王苏辛的作品研究,长期以来,学术界总是将视线分别投向于其“城”与“人”两大主要创作题材的深层意蕴和艺术特色,但是却忽视了二者之间的内在联系。通过研究发现,在王苏辛的“城”与“人”两大题材中,其实互相隐藏着千丝万缕的联系和影响。在她的写作中,一方面以曲径通幽的方式深入光
超级电容器由于具有良好的储能性质,引起了人们的广泛关注,其中混合过渡金属氧化物,相比于单一金属氧化物,有较好的循环稳定性和较高的电导率,因此,被认为是理想的的超级电容器电极材料。但单独混合金属氧化物比电容较低,限制了实际储能效果。为克服上述材料的缺点,从电极材料的组成和结构出发,优化电极材料各项电化学性能。其中海胆状的双金属铜钴氧化物CuCo2O4纳米球的稳定性和电导率高,被认为是理想的基底材料,