纳米CuSe/Cu2Se以及掺杂氧化石墨烯镁电池正极材料的制备与性能研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxl_0598
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
镁离子电池因其具有环境友好、储量丰富、成本低廉、安全可靠等特点近年来已成为一种颇具潜力的储能器件。然而由于Mg2+半径大,极化严重,使得Mg2+嵌入脱出困难,从而导致正极材料循环稳定性差。因此,镁离子电池正极材料成为目前研究的热点。本文主要利用微波法合成了纳米结构的硒化铜、硒化亚铜以及掺杂氧化石墨烯复合型的镁离子电池正极材料,并对相关的电化学性能进行了研究。(1)以Na2Se O3和Cu(CH3COO)2?H2O为原料,以去离子水为溶剂,水合肼为还原剂,在105°C下加热15 min,合成了粒径约为50 nm的Cu Se粉末。以Cu Se粉末为镁电池正极材料,金属镁为负极材料,以0.25 M Mg(Al Cl2Et Bu)2/THF为电解液组装成纽扣镁离子电池。当电压范围为0.2-2 V时,测得镁离子电池在50 m A g-1电流密度下放电比容量稳定在200 m A h g-1。同时在100 m A g-1的电流密度下,循环150次后电池的可逆容量保持在107.7 m A h g-1。(2)以Na2Se O3、Cu(CH3COO)2?H2O和氧化石墨烯(GO)为原料,以去离子水为溶剂,水合肼为还原剂,采用微波法合成了纳米Cu Se掺杂GO的复合材料。电化学性能的结果表明,在0-2 V电压范围内,掺入2 m L GO悬浮液可使镁电池的可逆容量在100 m A g-1电流密度下最高值达230.4 m A h g-1,远远高于不掺GO纯的纳米Cu Se的容量(123.1 m A h g-1);在200 m A g-1电流密度时,掺入2 m L GO悬浮液的复合材料在循环160次后可逆容量维持在118.1 m A h g-1。因此,加入r GO可以提高Cu Se正极材料的可逆容量和循环稳定性。(3)以Cu Cl2·H2O和CH4N2S为原料,按6:23的摩尔比,乙二醇为溶剂,水合肼为还原剂,采用微波法先制备出Cu2-xS前驱体。然后以前驱体和Se粉为原料,分别按1:5和1:2的摩尔比,在氮气气氛下加热到500℃、保温2 h,合成了厚度为6.0 nm,长和宽均为3μm花状结构的Cu2Se和Cu1.8Se纳米片。对上述2种纳米片作为镁电池正极材料的电化学性能进行了测试,在50 m A g-1的电流密度下,循环20次后Cu2Se电极的可逆容量为238.3 m A h g-1,高于Cu1.8Se可逆容量(197 m A h g-1);在100 m A g-1的电流密度下,Cu2Se纳米片首次放电比容量为别为240.7 m A h g-1和190 m A h g-1,均高于Cu1.8Se纳米片(181.1m A h g-1和136 m A h g-1)。以上结果表明Cu2Se纳米片的电化学性能优于Cu1.8Se纳米片。(4)以Cu(NO32·H2O和分析纯和Na2Se O3为原材料,按1:1摩尔比,采用乙二醇和去离子水混合溶液为溶剂,通过水热法在温度为140℃、压力为50 MPa的反应釜内加热6 h制备出厚度为10.0 nm,长和宽约为200 nm的类石墨烯层状结构的Cu2Se纳米片。以该纳米片为镁电池的正极,金属镁为负极,在50 m A g-1下,循环20次后镁电池比容量为149.1 m A h g-1;在100 m A g-1的电流密度下,该电极首次放电比容量为200 m A h g-1,70次循环之后,可逆容量可保留95.2 m A h g-1。该结果表明其电化学性能不如花状的Cu2Se纳米片。
其他文献
当前,随着互联网行业的不断快速发展,出现了各种各样的新式软件,软件需求量的不断增加以及产品的日益复杂化,给开发者带来很大的压力,同时也带来许多后期维护问题,面对目前越
[目 的]探讨乳腺癌腋窝淋巴结清扫术行纳米碳示踪术能否提高腋窝淋巴结的检出数以及腋窝淋巴结的阳性率,以及是否能够缩短手术的时间,减少术中的出血量,缩短住院的天数,减少
位置服务作为新兴的战略型产业越来越发展壮大,广泛应用于智能交通、人员调度、物流配送、安全监控及旅游出行等领域。基于移动基站组网的定位技术已经得到了众多高校和科研
目前化学法中具有更好降解效果的高级氧化技术(AOPs)在工业废水处理方面得到了广泛的应用,其中芬顿氧化技术和光催化氧化法因为能降解对大多数的有机物而得到了许多学者的关注。本文以共沉淀结合溶胶-凝胶法制备了以二氧化钛为基底,具有类芬顿性能的铁氧体(铁酸锰、铁酸铋)为掺杂物的光催化复合材料,并应通过降解染料来测定其光催化性能和光-芬顿性能。本实验以亚甲基蓝和甲基橙为目标污染物,以浓度的降解率为指标确定
随着能源和过量二氧化碳(CO2)排放带来的环境问题的日益紧迫,发展一种技术把CO2转化为储能物质是非常有意义的。近年来,光催化技术作为一种清洁、廉价的太阳能利用技术,越来越
真空室是聚变堆的核心部件,为反应堆提供约束壁垒,抵挡可能发生的意外事故,保证高真空环境,并向内部部件提供支撑等。在放电实验过程中,真空室会面临各种电磁载荷,等离子体破裂、垂直位移事件和热猝灭是三种典型工况,寻求一种可信的真空室电磁结构耦合分析方法十分重要。在等离子体破裂(MD)期间,EAST等离子体电流中心位置相对真空室保持不变,等离子体电流以1 MA初始电流按3ms的时间常数指数衰减。剧烈的电流
随着化石燃料消耗量的不断增加,氢能作为一种高热量的清洁能源,引起了世界各国研究者的广泛关注。水分解是开发氢能的最有潜力的途径之一。然而,在水的分解过程中,析氧反应(OER,Oxygen Evolution Reaction)缓慢的四电子转移过程极大地制约了反应动力学,从而导致过电位升高。钌基和铱基贵金属催化剂被认为是OER过程中最有效的电催化剂。不幸的是,高昂的价格和稀缺的存储量严重限制了它们的商
杂种优势的利用可以提高作物产量、增强抗性、提高品质,因此明确玉米杂种优势形成的遗传机理对优良玉米新品种的选育具有重要的指导意义。本研究以玉米自交系许178为背景的综
随着国际金融竞争环境的日渐激烈,银行业亟需进一步提升企业的内部管理水平和人力资源利用水平,全方位增强银行的核心竞争力。其中,最为直接和有效地方法,就是建立科学的绩效
局地水汽再循环在陆地水循环过程中扮演着重要角色。在我国西北干旱区,尽管再循环水汽的绝对量有限,但对区域降水的贡献(即水汽再循环率)却不容忽视。本文基于嵌套了同位素模块