磷化钴/石墨烯气凝胶复合材料储钠性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zsjbusiniao1
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
可再生能源的利用与存储是当今研究的热点,目前普遍应用研究的储能体系是锂离子电池。但是在地壳中锂元素的含量有限,不能满足日益增长的能源存储的需求。其中钠与锂属于同一主族,物理化学性质相似,且钠资源分布广泛,成本较低,钠离子电池被人们认为有望取代锂离子电池。截至目前,一些正极材料的开发已基本能够满足应用的要求,但负极材料仍制约着钠离子电池的实用。磷化钴属于转化类负极材料,具有较高的理论容量,已经引起了相关研究者的注意。但是磷化钴材料导电性不佳,且充放电过程会产生较大的体积膨胀,破坏电极结构,严重影响其电化学性能。而石墨烯气凝胶由石墨烯薄片组装而成,其具有的三维多孔的结构可以提供导电网络与缓冲空间。针对磷化钴所具有的问题,本论文将磷化钴与功能化石墨烯气凝胶进行复合作为钠离子电池负极材料,还通过微观结构设计与调控用于增强钠离子电池的循环容量和倍率性能。同时采用测试手段对电极材料的形貌和组分进行表征,用于研究材料与电化学性能间的关系;并且对材料在钠离子半电池与全电池中的应用进行了相关测试。主要的研究内容如下:(1)以氧化石墨烯(GO)为原材料,抗坏血酸(AA)作为还原剂,采用水热法与冷冻干燥成功制备了石墨烯气凝胶(GA)与功能化石墨烯气凝胶(GA-AA)。测试结果表明GA-AA较GA有着更加丰富的孔洞与疏松的三维结构,且无序化与缺陷程度更高。因此钠离子在GA-AA中具有小的电荷转移电阻和快的钠离子扩散速率,导致GA-AA较GA具有更好的循环容量(100 m A g-1电流密度下,循环200圈GA-AA和GA容量分别为133.8和94.1 m Ah g-1)与倍率性能;(2)通过钴基MOF衍生制备碳包覆的磷化钴,并采用简便的浸渍法与功能化石墨烯气凝胶复合制备碳包覆磷化钴/石墨烯气凝胶(CoP@C/GA)。CoP@C/GA的结构有利于钠离子储存:GA骨架有效分散了CoP@C颗粒,并提供Na+和电子的传输通道。同时CoP@C颗粒与GA共同构造双碳层以抑制体积膨胀,最终导致超长循环稳定性(在2000 m A g-1下进行4000次循环,容量和保持率分别为172.8 m Ah g-1和115.2%)与优异的倍率性能;(3)以Na3V2(PO43(NVP)作为正极材料与负极材料CoP@C/GA组装CoP@C/GA//NVP全电池。组装的全电池具有高的初始充电比容量为452.1 m Ah g-1,且在200 m A g-1电流密度下充放电100次后保持103.7 m Ah g-1比容量,表现出潜在的应用价值。
其他文献
目的:心房颤动(房颤)的发病机制是目前研究的热点,近年来发现PD-1与房颤的免疫调控相关,有关PD-1基因的研究中属感染性疾病以及自身免疫性疾病较多,在PD-1基因多态性方面的研
回顾改革开放四十二年,社会主义现代化建设取得长足进展,但生态环境面临的重重威胁随之而来,环境保护和污染治理的紧迫感和责任感油然而生。我国有关政府部门自本世纪初接连
随着经济的发展和社会的进步,人们在满足物质生活和精神生活的同时,对生活环境更加重视。因为社会发展的同时带来了不同程度的环境污染,比如大气中经过工业排放和汽车尾气排
新西兰黑金鲍(Haliotis iris),属软体动物门(Mollusca),,腹足纲(Gastropoda),前鳃亚纲(Prosobranchia),原始腹足目(Archaeogastropoda),鲍科(Haliotidae)。鉴于国内鲍类产业出现的种种问
目的:通过观察急性心肌梗死泵衰竭患者血清胱抑素C的变化,分析该项指标变化与泵衰竭程度的关系,讨论血清胱抑素C与脑钠肽(BNP)、心脏超声心收缩功能参数的相关性,探讨其对急
随着锂在电池、核聚变反应堆及航空航天材料等领域的蓬勃发展,全球对锂资源的需求量日益增大。大量锂资源以液态锂存在于盐湖卤水中,为满足日益增长的锂需求量,提取盐湖卤水中的锂资源引起广大研究工作者的关注。吸附法因具有工艺简单、经济环保等优点在锂资源提取方面具有广阔的应用前景。然而,盐湖卤水成分复杂,常规的吸附剂无法实现对锂离子(Li+)的选择性识别与分离。为提高吸附剂的选择识别性,借助表面离子印迹技术,
恶性肿瘤治疗过程中化疗产生的耐药现象对肿瘤患者疗效及预后有重要影响。冬凌草是一种具抗肿瘤疗效的天然植物,Jaridon 6是一种从冬凌草中提取分离得到的新型二萜类化合物,
研究背景:心肌纤维化是多种心脏疾病发展到一定阶段的共同病理改变,可引起心肌顺应性降低、心律失常等改变,最终导致心力衰竭。蛋白质巯基亚硝基化修饰(S-nitrosylation)作为
党的十九大报告表明:社会主要矛盾已经从过去的“人民日益增长的物质文化需求与落后的社会生产之间的矛盾”演变为“人民日益增长的美好生活需求与不平衡不充分的发展之间的
经济调度问题研究作为微电网重要研究课题之一,其研究目标是在共同满足一组协同发电的发电单元发电约束的前提下,使得总的发电成本最小化的同时以求得发电经济效益的最大化。