纸基柔性水系锌离子电池设计及其电化学性能研究

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:edwinandwolf
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
柔性水系锌离子电池具有安全、轻量化等优点,在可穿戴电子设备中有很大的应用潜力。如何制备高柔性水系锌离子电池,并提高其电化学性能,一直是面临的巨大挑战。木浆纤维素纸具有储量丰富、低成本、轻质量、柔性、无污染等特性,能够作为高柔性水系锌离子电池的基底,并且有助于实现水系锌离子电池绿色环保及低成本。本文以木浆纤维素纸作为基底与具有电化学活性的物质制备出复合电极,设计出不同结构的高柔性水系锌离子电池,并探究其电化学性能。(1)用自制的高强度木浆纤维素纸作为基底,可以根据需要得到相应的厚度。在木浆纤维素纸上原位生长聚苯胺制备复合正极材料;在木浆纤维素纸上涂覆石墨纳米片后,沉积锌制备复合负极材料;采用羧甲基纤维素钠作为隔膜制备柔性固态三明治结构的水系锌离子电池。在0.2 A/g的电流密度下,比容量高达269.1 m Ah/g(?)在4 A/g的电流密度下,测试1000次循环后,容量保持率高达85.3%。更为突出的是制备出的水系锌离子电池具有超高的柔性,弯曲各种不同的角度时,电池都能正常工作。在90?弯曲1000次后测试,容量保持率高达93.8%。(2)采用木浆纤维素纸作为力学支撑层,设计制备了叉指型柔性水系锌离子电池。在叉指型一边沉积聚苯胺制备复合正极材料,另一边沉积锌制备复合负极材料。在电流密度为0.2 m A/cm~2时,面积比容量达266.7μAh/cm~2,在电流密度为8 m A/cm~2时,面积比容量还能达109.6μAh/cm~2,表现出优异的倍率性能。而且,叉指型柔性水系锌离子电池还具有突出的柔性,在2 m A/cm~2的电流密度下,1000次的弯曲后,容量保持率达97.7%。另外,在8 m A/cm~2的电流密度下,循环1000次,容量保持率达72.6%,表现出较好的循环性能。这种叉指型电池为电池形状多样化提供了一个新方向,而且这种微型化高性能的柔性叉指型电池在微型化的柔性电子设备中具有很好的前景。(3)采用木浆纤维素纸作为隔膜制备集成式水系锌离子电池。在木浆纤维素纸一面沉积二氧化锰作为正极,另一面沉积锌作为负极,制备集成式的电池。木浆纤维素纸既是隔膜又是支撑层,使得集成式的电池具有很好的柔性。在发生力学形变的情形下,测得的电池充放电曲线与自然状态下几乎相同,能够满足开发柔性电池的需要。同时集成式结构的电池具有突出的比容量,在0.2 A/g的电流密度下,比容量达212.8 m Ah/g,在电流密度为1 A/g时,比容量达171.8 m Ah/g。在0.3 A/g的电流密度下,100次充放电循环后,容量保持率达49.2%。
其他文献
新能源电动汽车的发展对动力电池的能量密度有了更高的要求,目前商用的锂离子电池受其正极材料的制约,能量密度已达到极限值。开发更高能量密度的电池体系是未来动力电池的发展方向。锂硫电池作为新一代二次电池拥有超高的理论能量密度。为解决其穿梭效应引起的容量快速衰减的问题,在隔膜上修饰一层功能性中间层材料来阻挡多硫化物向负极扩散是简单而行之有效的方法。本文从修饰隔膜的中间层材料角度出发,研究了隔膜中间层材料及
电能是目前人们生产生活中使用最广泛的能源之一。随着社会发展和科技水平的进步,配电规模的逐步增大,降低线损消耗,实现绿色低碳的配网发展是供电企业迫切需求。线损是衡量供电企业经营管理水平的指标之一,也是制定科学合理的降损措施的重要依据。但是,目前在供电企业常用的三种线损率计算方法依然存在着不能全面、系统地反映线损的情况,比如由于受到电网运营需要及电能计量自动化水平的限制,电力企业月度供电量和售电量的统
目的:基于问题解决情境理论,探讨个体特性、健康风险认知水平对问题解决相关变量以及对信息搜寻行为的影响及作用路径,了解健康风险信息搜寻用户的心理认知特性以及信息搜寻过程中的心理认知因素间的相互作用机制,阐释信息搜寻行为的内在机理,为面向情境大数据建模及其用户行为预测提供理论依据。方法:在对相关文献总结梳理基础上,探讨信息搜寻过程中的心理认知因素,构建健康风险信息搜寻行为的认知因素理论关系模型,提出相
目的:了解ICU患者医院感染多重耐药细菌种类分布、来源分布及耐药情况,分析其产生的相关危险因素,以便加强多重耐药菌监控和抗菌药物应用管理,为临床合理用药提供依据,并提出有效的预防措施。方法:(1)回顾性收集2014年6月-2017年6月期间我院ICU病房所有送检病原菌结果符合医院感染多重耐药的病原菌检验资料,统计并分析所有医院感染多重耐药病原菌种类分布构成、病原菌标本来源分布及病原菌耐药情况。(2
随着5G的正式商用,“万物互联”的时代即将到来,为了应对未来网络持续爆炸增长的移动终端数量,以及指数级倍增的数据流量,密集化部署接入节点的超密集异构蜂窝网络(Ultra-dense networks,UDN)是未来移动通信网络的关键技术之一。超密集异构蜂窝网络通常由大量的低功耗、低成本的微小基站组成,其部署密度远远超过现阶段的移动通信网络,具有优化频谱效率、提升小区用户覆盖率和布设自由度高等优点。
目的:社交网络的发展为抑郁倾向人群的情感倾诉提供了新的途径。本文以新浪微博为社交媒体代表,通过构建微博抑郁倾向用户的画像模型,挖掘当前社交网络中该人群的语言内容和情绪特点,可视化展示该人群在社交媒体中的典型特征,为利用互联网技术实现抑郁症患者的早期识别提供参考。材料与方法:以用户画像视角入手,从个体维度、时间维度、内容维度和情感维度四个方面构建微博抑郁倾向人群的CUTE模型。利用文献调研法梳理研究
当今社会,人们的生活与工作节奏加快,随之带来的压力越来越大,导致心律失常患者的比例逐年提升。心律失常是一种常见的心血管疾病且不易被发现,心律失常的诊断需要具备心电知识的专业医生观察48小时的动态心电图来确认。然而,人工诊断心律失常过于耗时耗力,且要求医生具备丰富的心电病理知识和心电疾病诊断经验。因此,设计出一种基于心电图的心律失常的分类算法辅助医生诊断是十分必要的。目前,众多研究者提出了大量基于心
目的以突发公共卫生事件为分类场景,分析影响突发公共卫生事件中网民分类的多种因素,从多个方面综合考虑网民自身特点及其与事件的关系,综合利用网民多种类型的特征,从多个维度分析网民特点,构建一种此场景下的多维细粒度的网民分类模型。方法通过总结国内外网民分类的相关研究,结合网民自身的特点如网民自身的人格特点、兴趣偏好、活跃度等,和具体的分类场景,综合网民与事件的关系、网民在事件中的作用,根据相关理论,确定
随着国家环保力度的不断增强,公民环保意识的逐渐觉醒,众多污染企业面临整改、倒闭。现在人们越来越追求绿色环保,可持续化,而纤维素就是一种可持续性生态友好性的物质。纤维素是地球上已知的最丰富的天然高分子,纤维素纤维是将天然纤维素(如:各种木材,秸秆,草料等)进一步处理后得到的一种纤维素材料,即纤维素纤维,其具有成本低、可再生和可生物降解等优点。因此木浆纤维素已经被广泛应用,如生物医药、光学材料,锂电池
随着物联网技术的发展,物联背景下的商品售卖越来越普及,对商品推荐的需求也越来越强烈。但传统的物联售货模式,存在商品购买过程不方便、管理运维成本高、商品推荐难度大等问题。本文基于上述存在的问题,设计并实现了无人售货系统及其推荐引擎。无人售货系统实现物联售货功能并对商品和自动售货机设备进行统一管理。推荐引擎实现物联背景下的商品推荐,使用户能够准确获取想要的商品。无人售货系统采用前后端分离的设计模式。由