【摘 要】
：
硫由于储量丰富、无毒无害、高理论比容量(1675 mAh·g-1)和高能量密度(2500 Wh·kg-1)等优点,在二次电池电极材料中具有巨大的发展潜力。然而,仍有诸多问题限制了硫的实际应用:1、硫单质本身是绝缘体;2、在充放电过程中,硫会发生密度变化引起体积膨胀和活性物质脱落;3、多硫化锂易溶于电解液而引发“穿梭效应”;4、硫为粉末状,在制作电极时需要额外的导电剂和粘结剂。针对以上问题,本文使用
论文部分内容阅读
硫由于储量丰富、无毒无害、高理论比容量(1675 mAh·g-1)和高能量密度(2500 Wh·kg-1)等优点,在二次电池电极材料中具有巨大的发展潜力。然而,仍有诸多问题限制了硫的实际应用:1、硫单质本身是绝缘体;2、在充放电过程中,硫会发生密度变化引起体积膨胀和活性物质脱落;3、多硫化锂易溶于电解液而引发“穿梭效应”;4、硫为粉末状,在制作电极时需要额外的导电剂和粘结剂。针对以上问题,本文使用高导电性碳纳米纤维作为自支撑载硫基体,并通过结构设计、过渡金属氧化物修饰、杂元素掺杂等手段来缓解上述问题,从而提高碳纳米纤维/硫电极的循环稳定性和电化学性能。具体内容主要包括以下几个方面:（1）设计制备了四种不同结构的碳纳米纤维:多孔碳纳米纤维（PCNFs）、皮芯结构-多孔碳纳米纤维:（a）皮层无孔芯部多孔碳纳米纤维（TW-PCNFs）、（b）皮层多孔芯部无孔碳纳米纤维（PCNFs-SC）、中空多孔碳纳米纤维（HPCNFs）,研究了碳纳米纤维结构对电极电化学性能的影响。由于具有较大的比表面积,HPCNFs能增加电解液的浸润性,缩短电子传输路径,从而提高材料的导电性;而较大的孔容积有利于缓解硫的体积膨胀,提升循环性能。在0.1 A·g-1电流密度下,活化后的HPCNFs/S电极,放电比容量为806 mAh·g-1,经过150次循环后,有49%的容量保留率。在此基础上,研究了载硫量对HPCNFs/S电极电化学性能的影响。结果显示,载硫过多会使硫团聚,降低材料导电性;载硫过少,则活性物质不能提供足够的容量。当HPCNFs与硫的质量比为1:1时进行载硫,HPCNFs/S-1电极的比容量最高,且循环性能最好。0.1 A·g-1电流密度下拥有872 mAh·g-1的比容量,150圈循环过后,保留了54%的容量。（2）为了提高材料的循环性能,对HPCNFs进行过渡金属氧化物修饰,通过在纺丝前体溶液中添加纳米TiO2、Mn O2颗粒,然后高温条件还原为TiO和Mn O,得到XO（X=Ti,Mn）修饰的TiO-HPCNFs和Mn O-HPCNFs复合材料,XO（X=Ti,Mn）能够与多硫化物发生明显的极性作用,提高对多硫化物的吸附性限制其穿梭效应。载硫后,以TiO-HPCNFs/S为正极的锂硫电池,在0.1 A·g-1电流密度下,初始容量为900 mAh·g-1,循环150圈后,容量保留率为64%;相较于无TiO修饰的HPCNFs/S电极（150圈后保持率为54%）循环性能得到显著提升。（3）为了提高（2）中TiO-HPCNFs的导电性及电化学性能,以硼酸作为硼源、红磷作为磷源,分别通过同轴静电纺丝和化学气相沉积两种方法制备了硼掺杂的B@TiO2-HPCNFs,磷掺杂的P@TiO2-HPCNFs以及硼、磷共掺杂的BP@TiO-HPCNFs碳纳米纤维材料。由于硼掺杂能够使得碳的费米能级像导电带移动,同时和PAN基碳纤维中的氮掺杂形成协同作用,增强碳材料的导电性和多硫化物吸附性。最终,B@TiO2-HPCNFs/S电极,在0.1 A·g-1电流密度下,初始容量为1070 mAh·g-1,循环150圈后,容量保持在761 mAh·g-1,容量保持率为71%,展现出最佳的电化学性能。
其他文献
随着视觉信息获取设备成本的不断降低,图像作为视觉信息的重要载体,这导致全球互联网日均图片处理规模不断扩大。在图像生成、传输、下载过程中,易出现图像受损污染等情况,需要对缺失区域进行修复工作。在待修复图像中,建筑物图像占比较高。现有图像修复技术广泛应用到建筑设计、工业制造、影视制作等行业。图像修复的基本原理是利用已知区域的图像语义信息,经过筛选、复制、扩充等操作对缺失区域进行符合逻辑的补充,最终与原
目前传统的机织物纹理分析主要依赖于人工视觉,存在主观性较强且效率低等问题。随着纺织行业逐步向智能化方向转型,将图像处理技术和机器视觉应用于分析织物纹理特征已成为研究热点。近年来字典学习被引入机织物纹理稀疏化描述中,研究表明字典学习可对纹理特征进行有效表征,但现有字典学习模型仅适用于每种类型对应单张纹理的重构,且少有研究纹理分类对字典重构结果的影响。因此基于综合模型下的稀疏表示理论,本文构建了针对较
原配色化纤丝是一种由不同颜色单丝组成的化纤复丝,该纺丝工艺基于原液着色纺丝方法的切片纺丝方法,得益于超细纤维的可纺性,同时利用了三原色混色原理以及人眼视觉空间混色特性。可以使用较少的色母粒纺制不同颜色的单丝,通过调整单丝的颜色、细度以及混色比,得到类似于麻灰色的原配色丝,或者看上去颜色均一的素色原配色丝。随着全球对彩色化纤丝需求量的逐年增加,该纺丝工艺的发展前景非常可观。然而,该纺丝工艺尚处于试纺
随着社区网格化管理的发展,市民诉求数量逐渐呈现出井喷式增长趋势。对海量诉求文本进行分类,能够有效地降低市民服务热线工作人员的工作压力,提高市民服务热线的办事效率,实现政府治理和市民参与的良好互动。如何对海量的市民诉求进行有效的分类和管理,成为当下的研究热点课题之一。本文针对爬取的诉求类短文本数据集,使用基于BERT模型和基于ERNIE模型的方法进行文本分类任务。为了提取文本信息中更深层次的语义特征
结合当前钢结构向大规格方向发展的趋势与大线能量焊接提高效率、降低成本的优势,工程结构钢除了要具备高强韧性外,还要有良好的焊接性能,表现为强韧化的粗晶热影响区（CGHAZ）。本文以Nb-V-Ti复合微合金化结构钢为研究对象,运用Gleeble-3800热/力模拟试验机对0.05Nb-0.22V-0.01Ti和0.10Nb-0.22V-0.01Ti实验钢大线能量焊接进行模拟,系统地分析了不同焊接热输入
内蒙古黄河流域有着丰富的黄土层资源,自古以来就是人们在建造过程中就地取材的天然建筑材料,生土建筑作为黄河文化的物质遗存,直观表现了该地域的多元历史文化和人民的建造智慧。通过对内蒙古黄河流域的呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市等地区传统建造历史资料的收集、整理,发现几千年来这个地区有着丰富类型的生土建筑资源,从最原始的穴居到房址、长城、城墙、粮仓、祭坛、墓葬、寺庙、民居等多种生土建筑类型。按
钙钛矿陶瓷材料因其特殊的结构和物理性能已适用于许多领域,特别是在计算机和电子技术、医学诊断、工业智能化等应用方面。在钙钛矿陶瓷中,氧化物钙钛矿陶瓷是电子器件的基石材料,但其在弯曲下容易断裂,这种机械脆性限制了其在新兴柔性电子器件中的应用。作为最重要的纳米晶体材料之一的一维钙钛矿纳米材料,如锂镧锆氧（LLZO）和锂镧钛氧（LLTO）等纳米纤维具有高比表面积、优良的耐热性、生物相容性和化学耐久性等特点
双氯芬酸（DCF）是一种新兴污染物,极易在地表水、污水处理厂、污水处理厂底泥、土壤甚至生物群中检出。它是引起药物特异质性肝损伤的典型药物之一,长期大量的接触会导致急性肝衰竭甚至死亡。由于DCF是生物活性物质,当它进入环境时,其生物活动可能对非目标生物产生不利影响。DCF不易自然降解,而传统污水处理厂对其之去除率仅为21-40%,存在极大潜在生态危害。相比于传统氧化剂,过硫酸盐活化技术在目前水处理领
癌症患者高死亡率的主要原因是肿瘤细胞具有转移和侵袭性。而传统的全身化疗由于药物缺乏特异性和突释行为产生了较强的副作用。因此,构建合适的药物载体对原位肿瘤细胞进行靶向锚固以阻止其发生转移和侵袭,并局部给药以高效杀死癌细胞是提高肿瘤治愈率的关键所在。具有较高药物负载能力的多孔微球经合适表面修饰后可实现长期药物控释和靶向治疗目的,同时其微米尺度为锚固捕获肿瘤细胞提供了可能。通过电喷雾含有均质化得到的静电
加快政府部门法治建设是全面依法治国的重要组成部分,税务机关作为主要执法部门之一,持续助力实现依法行政,促进税收健康发展。中共中央、国务院办公厅印发的《关于进一步深化税收征管改革的意见》明确提出,要推进一系列自上而下、由局部到整体、由零星至系统的税收征管体制改革。在此种环境下,基层税务机关的税收执法工作将面临着巨大的风险和挑战,坚持依法办税,保障精确执行有力量,优化服务有温度,通过不断优化税务征管体