【摘 要】
:
随着消费电子产品和新能源汽车的快速发展,开发出高倍率,大容量,安全稳定的电池体系成为当前亟待解决的问题。锰基金属氧化物因理论容量高,电压平台低、循环稳定以及价格低廉等优势被认为是最有希望取代商业石墨的负极材料之一。然而,差的导电性和充放电过程中巨大的体积变化会造成容量极速衰减。而构建中空、多孔结构则能有效缓解材料在循环过程中的体积膨胀效应,同时也能促进锂离子的快速传输,从而获得优异的电化学性能。金
论文部分内容阅读
随着消费电子产品和新能源汽车的快速发展,开发出高倍率,大容量,安全稳定的电池体系成为当前亟待解决的问题。锰基金属氧化物因理论容量高,电压平台低、循环稳定以及价格低廉等优势被认为是最有希望取代商业石墨的负极材料之一。然而,差的导电性和充放电过程中巨大的体积变化会造成容量极速衰减。而构建中空、多孔结构则能有效缓解材料在循环过程中的体积膨胀效应,同时也能促进锂离子的快速传输,从而获得优异的电化学性能。金属有机框架(MOFs)材料因其特殊的形貌,多孔的结构以及超高的比表面积被广泛应用于储氢、电催化等领域。而对MOFs进行煅烧处理后得到的金属氧化物也可以很好的保留其原有的形貌结构。本文对有机配体的筛选通过室温下共沉淀的方法巧妙的制备出具有特定形貌的锰基MOFs,并以此为前驱体,在高温热处理后得到具有特定形貌和结构的锰基氧化物,并对所获得的材料进行电化学性能测试。主要研究内容如下:1.采用共沉淀法,以均苯三甲酸为配体,在室温下制备Mn-MOF微米球,随后在马弗炉中进行热处理得到了Mn2O3材料。通过对煅烧温度的优化最终获得了与Mn-MOF微米球结构一致的中空Mn2O3微球。电化学结果分析也显示了所制备的中空Mn2O3微球表现出最优异的电化学性能,电流密度为500m A g-1时,首次放电容量达到1341.2m Ah g-1,100圈的容量保持率为72.1%。2.分别对所制备的Mn-MOF纳米片和Mn-MOF微米球在惰性气氛下进行热处理,分别获得Mn O/C纳米片和Mn O/C微米球两种形貌的复合材料。其中Mn O/C微米球仍保持着Mn-MOF微米球形貌,而Mn O/C纳米片则为交联在一起的疏松片层状结构。尽管两种形貌的Mn O/C复合材料都表现出优异的电化学性能,但Mn O/C纳米片性能更优异,2000m A g-1电流密度下循环1000圈比容量仍保持为691.1m Ah g-1,保持率为96.3%。3.采用对苯二甲酸为配体,分别合成了Ni-Mn-MOF和Zn-Mn-MOF两种双金属MOFs,随后在马弗炉中进行煅烧,分别获得了Ni Mn2O4和Zn Mn2O4两种双金属氧化物。其中Ni Mn2O4形貌呈现片状,当电流密度为500m A g-1时获得了2183.3m Ah g-1首圈放电容量,Zn Mn2O4是由纳米颗粒组成的多孔板块状结构,当电流密度为500m A g-1时,获得了1790.2m Ah g-1首圈放电容量。
其他文献
孤岛微电网系统中,频率和电压的动静态性能是系统稳定运行的重要前提,然而,由于各种未知模型的商业变流器的接入、供电及负荷设备的频繁投切以及网络结构的变化导致了微电网系统模型具有不确定性和时变性的特点。针对传统PI二次电压频率控制策略存在的模型适应性较差、基于参数化预测模型的模型预测二次调节控制策略存在的系统机理建模复杂、在线更新困难、定阶非机理建模难以适应全工况建模需求以及参数化预测模型求解复杂等问
电流控制型并网逆变器由于发电效率高、并网电能质量好得到了广泛应用。然而,大规模新能源发电一般远离负荷中心,通常需要经过长距离线路和多级变压器进行输电。因此新能源发电单元接入点(point of generating unit connection,PGUC)存在一定的等效电网阻抗。又由于新能源的随机性和波动性,其输出功率不断变化,导致PGUC等效电网阻抗也不断变化,从而使电网呈现短路比(short
随着柔性可穿戴电子设备的发展,对储能器件的要求越来越高。超级电容器凭其独特的高功率密度在新一代储能器件中有不可替代的地位。但是,与电池相比,超级电容器能量密度较低限制了其实际应用。为提高能量密度,电池型电容的材料被大量研究并应用于超级电容器。例如镍钴基电极材料由于具有高比容量被广泛研究,但是其储能过程需要发生氧化还原反应进行欠电位化学吸脱附,容易在使用过程中发生结构塌陷,因而循环稳定性较差。目前,
随着现代交通与物流业的发展,车辆日益增加,车辆在桥梁上行驶,是一种耦合作用的过程,但随着桥梁的老旧,会出现较大的路面不平整度和路面障碍物,车辆在不平整的路面上行驶会让车桥间的耦合作用复杂化,当车辆遇到路面障碍物会时发生跳车现象,跳车冲击下会进一步加剧桥梁的振动,关于跳车冲击下车桥耦合振动的研究,目前大多都是基于简单的梁或简支梁来研究,显然不能满足现代桥梁发展的要求,因此本文基于变截面连续梁桥展开研
锌-空气电池因具有极高的理论比能量密度(1218 Wh kg-1),被视为新一代能源存储设备并受到了广泛关注。同时,随着柔性可穿戴电子器件的兴起和对水下动力电池的迫切需求,高安全的锌-空气电池有望在上述应用领域实现弯道超车。本论文采用模板法制备了过渡金属和氮掺杂的碳基催化剂,通过淀粉接枝丙烯酰胺制备了碱性聚合物凝胶电解质,并实现了在不同条件下锌-空气电池中的应用。首先,我们利用低成本的氯化钠作为模
单相逆变器作为10千瓦级以下分布式发电系统的关键环节,其可靠性决定了整个发电系统运行的安全性和高效性。由于单相逆变器的工作特性决定了其系统固有的二倍频功率的问题,传统的解决方案是在直流母线处并联大电解电容来缓冲脉动能量,然而电解电容寿命短、可靠性低,与光伏系统其他组件寿命不匹配,这势必影响系统整体的寿命和可靠性,造成能量损失,增加维护成本。因此,主动功率解耦方案通过减小解耦电容,利用容值小、可靠性
电机是制造业中的主要驱动设备,在工业生产中发挥重要作用。轴承作为电机核心部件,其健康状况与电机的可靠运行密切相关。为解决电机轴承故障较难诊断问题,本文分别从特征提取和故障识别两个方面展开研究,采用寻优算法进行参数自适应选取,构造电机轴承故障诊断方案。主要研究内容如下:针对鲸鱼算法易陷入局部最优问题,提出精英反向学习初始化种群和t分布变异扰动最优个体的双重改进策略,构造改进的鲸鱼算法(Improve
传统的平均建模方法由于忽略了系统的谐波情况无法准确分析系统的动态谐波变化与谐波的相互耦合作用,建立包含系统谐波情况的准确模型对系统谐波行为与谐波交互机理进行研究成为当前建模技术的重点和难点。因此谐波状态空间(HSS)建模凭借其强大的谐波分析能力越来越受到关注,但复杂的建模过程及庞大的模型尺寸限制了其在电力电子系统中的应用。为了解决这一问题,本文深入研究了变换器拓扑与建模方法以及谐波问题的国内外研究
随着“碳中和”目标的提出,以光伏为代表的清洁能源将迎来机遇式发展,光伏电站将继续朝大型化、大容量方向发展。伴随着柔性直流输电技术的发展,智能电网的提出,使得光资源丰富的偏远地区所发的电能以直流形式送出成为一种发展趋势。大型光伏电站采用直流汇集将成为光伏发电汇集研究的重要方向。本文通过研制一台中压±35kV/500k W光伏直流升压变流器,为光伏直流升压汇集方案做有益探索。首先,分析多种适用于中压直