以氧化硅为媒介合成硫化镍/碳纳米管复合薄膜及其在储能领域的应用

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kusoyi
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
电极材料的性能是决定电化学能量储存效率的关键性因素,因此制备具有高柔性和高电化学活性的电极材料是促进其在柔性储能领域的首要目标。本论文以SiO2为媒介,通过两步水热法合成高柔性、高导电性和高容量的硫化镍/碳纳米管(NS/CNT)复合薄膜电极,并通过改变水热反应体系参数,系统研究了各步反应机理,产物物相和微观形貌的调控机制,探索了各产物在电化学储能领域中的应用。首先,通过调节水热反应时间,研究了硝酸镍与SiO2/CNT膜反应生成Ni-silicate/CNT膜的转化机制。当水热反应时间为12 h时,生成的二维褶皱Ni-silicate片层能够充分填充由CNT搭成的三维网络空隙,该结构赋予Ni-silicate/CNT膜优异的电化学性能:作为锂离子电池负极时,其首次放电比容量可达1798.0 mAh g-1(0.05 A g-1),同时具有良好的倍率性能(电流密度上升到3 A g-1,可逆放电比容量仍保有44.2%);当作为超级电容器和钠离子电池电极时,依然具有良好的倍率性能和循环稳定性。其次,以上述合成的Ni-silicate/CNT-12膜为原料,采用水热硫化反应合成了NS/CNT复合薄膜。研究结果表明,通过调节Na2S的加入量,可以实现有效调控NS的晶型和形貌地目的,随着Na2S浓度的增加,产物按Ni3S2、NiS、Ni3S4的顺序逐渐转变。当Na2S加入量为2.1 g L-1时,合成材料具有优异的的电化学性能:作为超级电容器电极,在10 A g-1下,比电容可达2699.7 F g-1,倍率性能优异(在250 A g-1下,比容量为1519.7 F g-1);将其组装成全固态非对称电容器时,仍然保持良好的柔性,并可作为31 cm2背光板的发光电源;作为锂/钠离子电池负极时,展现了较高的可逆放电比容量、优异的倍率和循环性能。最后,本论文以MgCl2?6H2O-CaCl2?6H2O为研究体系,探讨在诱导结晶成核过程中,同时引入CNT和SrCl2?6H2O-SrCO3作为复合成核剂对体系储热性能的影响规律。实验结果表明,CNT单独作为成核剂,可以使体系过冷度降低,并且随着CNT加入量的增加,体系的过冷度逐渐减小;当CNT和SrCl2?6H2O-SrCO3作为复合成核剂同时引入时,可以进一步降低体系的过冷度,其中CNT、SrCO3和SrCl2?6H2O加入量分别为0.25 wt.%、1 wt.%和3 wt.%时,MgCl2?6H2O-CaCl2?6H2O体系的过冷度最小(约为0.6℃)。MgCl2?6H2O-CaCl2?6H2O相变材料过冷度减小的原因,是因为复合成核剂使体系具有较好的导热性能和较高的的相变潜热。
其他文献
天然气分布式能源同传统的集中式能源相比,具有能源利用效率高、清洁环保污染小、运营过程安全性强、削峰填谷效用明显、外在经济效益好等优点。由于我们国家分布式能源的研
非结构碳水化合物(NSC)在植物适应环境中起着举足轻重作用,其浓度和含量的变化是反映植物生态对策的重要指标。克隆植物独特的生理特性对异质性生境具有良好的生态适应策略。
社区结构作为社交网络的重要特征之一,在宏观上可以帮助我们深入理解网络的拓扑特性和本质的同时,在微观上对探索网络中用户的行为特点和用户之间的逻辑关系有着重要的作用。因此,社区发现作为社交网络的一项重要研究吸引众多领域的科研人员从不同的角度进行研究,但目前社区发现的研究仍然有许多未能解决的问题,如社交网络的重叠社区发现问题、异质网络的社区发现问题和社区发现的应用等等。在社区发现领域,早期的社区发现方法
电磁辐射技术作为煤岩动力灾害监测预警的重要手段被学者们广泛研究,但是目前,关于岩石受载破坏的电磁辐射效应的研究较少涉及到含水岩石。而岩体注水等水力化措施在煤矿冲击
分枝杆菌转化植物甾醇制备22-羟基-23,24-双降甾-4-烯-3酮(HBC)是一种先进的类固醇药物中间体生产方法。本研究在前期环糊精-静息细胞转化体系的基础上,优化了分枝杆菌的生长
目前,我国农村生活污水的收集处理率较低,农村生活污水随意排放,造成了严重的环境污染。随着人们对环境问题的日益重视,对农村地区的环保要求也越来越高,因而传统的农村生活
一氧化碳(CO)作为一种重要的气体信号分子,其在生命体系中扮演着重要的角色。血红素的代谢可以产生内源性CO,其代谢异常牵扯许多的疾病,例如:高血压、阿尔兹海默症、心力衰竭
高超声速飞行器具有飞行空域广、高度和速度跨度范围大、飞行环境复杂多变等特点,因而其控制系统面临着控制力矩不足、系统响应延迟和飞行鲁棒性降低等难题。本文以吸气式高
土壤样品基质复杂,分析物浓度低,因此在仪器检测前需对土壤样品进行前处理。有机磷酸酯(OPEs)消耗量大、环境分布广泛、毒理效应显著,已引起科学工作者的高度关注。土壤中OPE
飞机在滑跑过程中会发生摆振,严重时会酿成飞行事故,加装减摆器可以有效的减缓飞机摆振。当前在飞机上应用较多的减摆器是油液式减摆器,缺点是不能根据实际情况输出合适大小