【摘 要】
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锂硫电池是一种低成本、高能量密度和长期稳定性的先进电池。但由于目前商业化的液态电解液易泄漏,容易发生安全事故,科研工作者将目光投向固态聚合物电解质,以求获得更安全和更高能量密度的锂硫电池。然而,由于缺少液体组分,导致固态电解质的离子电导率极低,与电极界面接触不良且电化学窗口狭窄。人们开发了一种介于液态和固态电解质的电解质即凝胶电解质来解决这些问题。凝胶电解质是一种将液体电解液固定在固体聚合物基质的
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锂硫电池是一种低成本、高能量密度和长期稳定性的先进电池。但由于目前商业化的液态电解液易泄漏,容易发生安全事故,科研工作者将目光投向固态聚合物电解质,以求获得更安全和更高能量密度的锂硫电池。然而,由于缺少液体组分,导致固态电解质的离子电导率极低,与电极界面接触不良且电化学窗口狭窄。人们开发了一种介于液态和固态电解质的电解质即凝胶电解质来解决这些问题。凝胶电解质是一种将液体电解液固定在固体聚合物基质的电解质,结合液态和固态电解质所长,将其用于锂硫电池,可提高电池的综合性能。本文制备了PVDF-HFP基凝
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与其他二次电池相比,锂离子电池具有更高的能量密度。然而,目前商业化锂离子电池很难突破300 Wh kg~(-1)能量密度的限制。对于远程电动车辆,高级便携式电子设备以及许多其他应用,非常需要探索能量密度高于300 Wh kg~(-1)的储能设备。FeS_2因其具有高达894 m Ah g~(-1)的理论比容量及1671 Wh kg~(-1)的理论能量密度而被广泛研究,被认为是下一代高能量密度电池正
当前,由于钾元素与锂元素具有非常相似的电化学性能,钾离子电池(potassium-ion batteries,PIBs)逐渐吸引了广泛的研究兴趣。相较于锂离子电池,钾元素地壳含量更高且无地域性限制。从经济角度上出发,钾离子电池是目前极具潜力的电池体系之一。由于钾离子半径更大等问题,目前用于钾离子电池的正负极材料有待更进一步的开发。据已有的报道,部分有机材料在钾离子电池中同样具有氧化还原活性。而且,
自从1991年,第一个商业化锂离子电池(LIB)问世以来,其发展极为迅速,且目前已广泛应用于人类的生产生活之中,用以应对化石资源过渡消耗所带来的能源与环境危机。但有限的锂资源储量引起了人们寻找新型替代品的迫切渴望。钠元素由于其广泛的分布与丰富的储量,使得钠离子电池(SIB)成为有利的替代者之一。但是由于钠原子自身半径较大且充放电的动力学过程缓慢等问题,导致钠离子电池仍处在研究阶段。设计并发展钠离子
硅负极材料因其高理论比容量(3579 m Ah g~(-1))、相对低的脱锂电位(～0.4 V vs Li/Li~+),并且硅在自然界储量丰富,无毒害而被誉为下一代最有前景的锂电负极材料候选者之一。然而硅的导电能力弱,在嵌锂/脱锂的充放电循环过程中会发生较大的体积膨胀(～300%),从而容易造成电极上的裂痕、脱落而出现电气连接问题,随着充放电循环的进行容量会快速的衰减,材料的容量保持率不佳;伴随着
在第三代新型光伏电池中,钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)被认为是最有希望实现低成本发电的有力角逐者。钙钛矿材料独特的晶体结构及卓越的物理化学性质(如低的激子结合能、高的缺陷容忍度和高的载流子迁移率等)吸引了研究者的广泛关注。制备致密均匀、形貌可控的高品质钙钛矿薄膜是获得高效、稳定的PSCs的关键。然而,目前基于溶液法制备的多晶钙钛矿薄膜中存在的众多陷阱态会
锂/氟化碳(Li/CF_x)电池是理论能量密度最高的一次电池(～2180 Wh/kg),在军事武器、航空航天、医疗器械等高端领域深受青睐。然而,由于C-F键的共价性极强,氟化碳(CF_x)材料的本征电导率低,并且CF_x的表面能低而使其与电解液浸润性差,因此将CF_x用作电极材料时,容易导致电池极化、容量发挥不完全和倍率性能较差等严重问题,既造成了巨大的能源浪费,也无法满足特定环境中对电池高功率放
锂离子电池具有循环寿命长,比能量高,绿色环保等优点,被广泛应用到新能源汽车中。随着新能源汽车行业近年来的发展,社会对锂离子电池的循环利用提出了更高的要求。对电池的剩余寿命RUL(Remain Useful Life)进行有效预测,能够提高电池的可靠性和使用性能。本文采用数据驱动的手段,从电池寿命的间接预测和直接预测两个角度出发,结合机器学习算法,对锂离子电池寿命的可靠性进行评估。本文首先介绍了锂离
当今社会,随着智能产品的普及,锂离子电池的应用达到了一个新的巅峰。但其诸多弊端,例如锂元素的稀缺,锂电池的安全隐患等也都悬而未决。而钾元素相比之下,在地球壳层中蕴含着丰富的储量,并且安全性更高,钾离子电池也就极有望在未来取代锂离子电池的功能。但是钾离子较大的半径会导致剧烈的容量衰减等问题,亟需性能优异的可以承受钾离子嵌入脱出的新型负极材料。在本文工作中,利用第一性原理计算,学习探究了两种硫化的二维
锂离子电容器(lithium ion capacitor,LIC)以其可兼并锂离子电池(LIB)和传统超级电容器(SC)的特性,被认作未来高能量、高功率密度的新型电化学储能器件的发展方向。而影响锂离子电容器性能的重要因素之一就是电极材料的活性和效率,那寻找到结构良好、性能优异的电极材料就是极其必要的。其中,金属有机骨架(MOFs)衍生的碳因其高比表面积、可控的孔结构及相对较好的机械稳定性和电导率从
近年来全无机钙钛矿CsPbI_3由于其潜在优异的光、热稳定性,适当的带隙宽度等受到了光伏领域内的极大关注。但由于Cs~+离子半径较小,导致容忍因子偏低,CsPbI_3在室温下容易相变为热力学更稳定的黄相而失去光电性能。因而,如何在室温下获得稳定钙钛矿相CsPbI_3薄膜是制备高效无机钙钛矿太阳能电池(PSCs)的关键。得益于高质量CsPbI_3钙钛矿薄膜制备方法的不断革新,在短短6年的时间里,Cs