【摘 要】
:
近年来,锂离子电池成为各个供电系统中的主流设备之一,而由于便携电子设备、可弯曲、折叠设备的出现,进而对锂离子电池提出了柔性要求,开发高比容量、长循环寿命的柔性自支撑电极成为近年来研究热点。而在众多锂离子电池负极材料中,硅基负极因具备超高理论比容量(4200 m Ah g-1)一直备受研究人员关注,但硅基负极存在体积改变大(约400%)、循环稳定性差等缺点,则研究出具备高比容量、电化学循环性能稳定的
论文部分内容阅读
近年来,锂离子电池成为各个供电系统中的主流设备之一,而由于便携电子设备、可弯曲、折叠设备的出现,进而对锂离子电池提出了柔性要求,开发高比容量、长循环寿命的柔性自支撑电极成为近年来研究热点。而在众多锂离子电池负极材料中,硅基负极因具备超高理论比容量(4200 m Ah g-1)一直备受研究人员关注,但硅基负极存在体积改变大(约400%)、循环稳定性差等缺点,则研究出具备高比容量、电化学循环性能稳定的柔性硅基负极锂离子电池具有非常重要的意义。碳纳米管具有柔韧性好、化学性能稳定、机械性能稳定、导电性好等优点,在柔性电极的制备上有很多应用。碳纳米管是一维管状结构,可以构建三维网络,可以为硅的体积改变提供空间,并一定程度上抑制硅的体积改变,还可以提高导电性。目前在CNT/Si柔性电极的制备及研究上已取得一些进展,比如采用抽滤、脉冲激光沉积、化学气相沉积等方法,但是仍存在一些问题,比如循环稳定性差、制备工艺复杂、负载量低、首次库伦效率低等,需要开发新方法、研究新结构来解决这些问题。本文提出一种CVD结合浸润的方法来制备柔性自支撑CNT/Si复合电极,经退火得到CNT/(Fe@Si@SiO2)类核壳结构,且经过电化学测试后得到优良的电化学性能。本文研究内容主要分为以下几个方面:(1)CNT/(Fe@Si@SiO2)柔性负极表征及动力学分析,研究表明,与CNT/Si电极相比,CNT/(Fe@Si@SiO2)电极促进了界面电子转移及提高了锂离子在电极中的扩散系数,在CNT/(Fe@Si@SiO2)中为1.15×10-12 cm2 s-1,约为CNT/Si电极的2.5倍;(2)通过叠加的方式增加负载量,研究负载量对电极电化学性能的影响,在1.04 mg cm-2下,在1 A g-1下面容量可达1.76 m Ah cm-2,在0.2 A g-1下,可高达2.23 m Ah cm-2;(3)研究rGO的引入对电极电化学性能的影响,加入rGO后,电极首次库伦效率、导电性、锂离子扩散系数均增加。在0.1 A g-1下,其充电比容量和放电比容量分别为1565.16 m Ah g-1和2284.56 m Ah g-1,首次库伦效率可达68.51%,300圈容量保持率高达122.05%,锂离子扩散系数也增加至4.23×10-11 cm2 s-1;(4)引入Ti3C2Tx,研究CNT/Ti3C2Tx/Si柔性负极电极电化学性能。其首次充电比容量为2466.00 mAh g-1,首次放电比容量为3443.60 mAh g-1,其首次库伦效率高达71.62%,在充放电500圈以后,仍可保留有805.80 m Ah g-1的可逆比容量,具有较为优良的循环性能。(5)研究硅颗粒尺寸对电极电化学性能的影响,1μm的CNT/Si柔性电极容量在0.1 A g-1下次放电比容量及首次充电比容量分别为2298.40 m Ah g-1、1395.70 m Ah g-1,500圈容量保持率可达85.74%,循环性能稳定。后在微米硅颗粒中加入rGO,其首次充电比容量为1882.80 m Ah g-1,首次放电比容量为2458.20 m Ah g-1,其首次库伦效率高达76.59%,锂离子在电极中的扩散系数为3.98×10-11 cm2 s-1;
其他文献
校园文化品牌是学校独具地域特色与校园定位的无形资产。习近平总书记强调,"高校的基础是立德树人"。本文拟从泰山学院旅游学院独特校园文化品牌的价值内涵入手,阐述了校园文化品牌的育人功能及校园文化品牌建设中存在的问题。结合校园文化品牌的构建原则,探寻校园文化品牌与高校协同育人工作的契合点,创新校园文化渗透到学生日常生活管理工作中的方法,实现校园文化品牌建设与高校协同育人机制的有效融合。
随着我国社会经济发展和建筑技术进步,高层建筑在结构形式和功能上有较大改变。同时城市人口不断增长,可用于建设的土地不断减少,为了更好利用土地资源,下部商业上部住宅的形式更加普遍。商业与住宅由于在使用功能不同,商业层高大于住宅的层高,这就会在交接部位形成错层。带错层高层建筑在满足使用和功能需求的同时,也带来了结构构造复杂,力学行为特点不易把握的问题,特别是诸如地震响应、抗震性能等结构行为较规则结构更复
作为公共建筑中数量多、建设面积大、使用频繁的一种建筑类型,办公建筑与社会上的每个人都有密不可分的关系,随着75%节能标准的普及,办公建筑节能这一研究方向引来越来越多学者的关注。论文以夏热冬冷气候区的办公建筑为例,研究了复合表皮对于办公建筑单位面积能耗EUI的具体影响,通过参数化方式结合多目标优化对一拟建办公建筑能耗进行了模拟,总结了复合表皮的作用效果以及变化模式,为办公建筑节能与复合表皮设计提供了
沥青路面层间材料也是影响路面结构力学状态的关键因素之一。层间粘结不良会导致路面结构的整体性破坏,产生层间滑移、拥包等病害,也可能导致雨水下渗引起路面水损害。层间结合状态目前国内外主要采用古德曼(Goodman)模型的层间剪切反应模量K作为衡量指标。但是这种静态模型很难准确反映实际路面经受动荷载情况。因此,本文通过对传统的乳化沥青进行改性,研制高性能透层、粘层材料,并对其力学性能以及层间动态剪切反应
目的电离辐射长期暴露可对放射工作人员健康造成多种损害。近年来,由于不断加强射线防护综合措施,放射工作人员辐射接触个人剂量超过卫生标准限值的情况逐渐减少。在辐射接触个人剂量低于接触限值的条件下,放射工作人员是否仍会受到损害?其健康状况变化有何特征?目前尚无定论。通过对河南省某市放射工作人员健康状况连续四年的动态观察与分析,探索低于接触限值的放射工作人员健康状况动态变化特点与分布规律,为进一步改进与完
随着装配式技术的推广与发展,装配式建造方法在国内广泛应用,装配式桥梁构件在工厂预制,在现场一般通过湿接缝对其进行连接,城市桥梁、高速桥梁越来越多的采用预制装配式的施工方法。北方城市冬季寒冷、温差较大,桥梁湿接缝处的耐久性问题较为突出,雨雪霜冻以及除冰盐的使用对其耐久性提出了更高的要求。本课题以郑栾高速公路尧栾段横向多梁体系桥梁湿接缝为研究对象,旨在增强其耐久性能,延长其服役寿命,结合实际施工情况考
我国位于世界地震多发带,高烈度区桥梁分布广泛,桥墩作为桥梁抵抗地震作用的重要构件,提高其抗震性能对桥梁结构抵抗地震作用显著。为改善地震作用下桥墩延性并提高其抗震性能,本文利用超高性能混凝土(UHPC)、高强钢筋及预应力钢筋的材料特性,将桥墩塑性铰区普通混凝土替换为UHPC,并替换普通钢筋,研究高强钢筋替换率、预应力筋替换率及箍筋强度对UHPC复合桥墩抗震性能的影响。并对某实际桥墩进行非线性时程分析
随着我国铁路建设的不断发展,铁路桥梁设计理论不断完善。但由于历史原因,不足0.5%的低配筋率混凝土重力式桥墩在我国普遍存在。本文在国内外关于低配筋率桥墩抗震研究现状的基础上,选取实际工程低配筋率重力式桥墩,根据结构相似理论设计制作缩尺模型,采用振动台地震波激励和有限元模拟相结合的方法,对比分析低配筋率重力式桥墩的抗震性能。本文主要内容如下:(1)查找研究低配筋率重力式桥墩抗震性能的期刊和论文,回顾
乙酰羟酸合酶(AHAS)是植物和微生物支链氨基酸生物合成途径中的第一个共用酶。由于在人和其它哺乳动物中并不存在这一途径,故而AHAS是一个非常有前景的除草剂和抗生素的靶点。绝大多数来自于细菌或真菌的AHAS为四聚体,由两个大亚基和两个小亚基组成,大亚基主要起催化作用,故称为催化亚基(CSU);小亚基起调节作用,称为调节亚基(RSU)。AHAS的CSU单独存在时也具有完全的催化活性。本研究以结核分枝