【摘 要】
:
在人类社会发展的过程中,能源起了举足轻重的作用,其中电化学储能引起了普遍重视。在电化学储能中锂离子电池由于拥有更高的能量密度与输送电流、延长的使用寿命以及更完善的工艺技术,在便携式电子设备中得到了广泛的应用。锂离子电池的负极材料对于电池的性能具有重要的影响,负极材料中常见的石墨材料仅能提供372 m Ah·g-1的电容量,因此开发新型的和具有高的电容量的负极材料成为新的研究方向。在各种非碳负极材料
论文部分内容阅读
在人类社会发展的过程中,能源起了举足轻重的作用,其中电化学储能引起了普遍重视。在电化学储能中锂离子电池由于拥有更高的能量密度与输送电流、延长的使用寿命以及更完善的工艺技术,在便携式电子设备中得到了广泛的应用。锂离子电池的负极材料对于电池的性能具有重要的影响,负极材料中常见的石墨材料仅能提供372 m Ah·g-1的电容量,因此开发新型的和具有高的电容量的负极材料成为新的研究方向。在各种非碳负极材料中,锡基材料具有高的可逆容量,其中,SnO2具有较高的理论容量(782 m Ah·g-1)。但是,在嵌锂和脱锂的过程中,SnO2会出现体积膨胀(~300%),造成负极粉化崩溃,导致电池的循环稳定性降低,另外,较低的电导率也会降低电池的电化学性能。本文首先将SnO2与碳材料复合提高电极材料的导电性能,并通过设计微观结构缓解了SnO2在充放电循环过程中的体积膨胀。通过静电纺丝的方法成功制备了直径为150±11.15 nm的SnO2/C复合纳米纤维。在10 m A/g的电流密度下,循环50次以后仍然具有67.7%的容量保持率。并且不同的放电倍率下充放电后仍有77%的容量保持率。这种优异的长期循环性能与SnO2纳米化和碳纳米纤维的存在有关。纳米的SnO2颗粒具有较大的比表面积,能够有效增加负极活性物质与电解液的接触面积,缩小锂离子与电子的传输距离,也能一定程度上缓解SnO2在充放电过程中的体积膨胀问题。另外,碳纳米纤维的存在能够有效缓冲充放电反应过程中SnO2的体积膨胀问题,提高了负极的长期循环性能。而碳材料也能提高导电性,促进电子的传输,以提高电池的比电容。然后通过同轴静电纺丝和煅烧的方法,成功制备了具有皮芯结构的柔性SnO2/C@C纳米纤维膜,根据不同的碳化温度(600℃、800℃和1000℃)标记为SnO2/C@C-600、SnO2/C@C-800和SnO2/C@C-1000。SnO2/C@C-800在折叠、弯曲后仍然可以恢复原状,且表面不留折痕,弯曲半径可以达到1cm,表明其具有优异的柔韧性。SnO2/C@C-800(40.0 k Pa)、SnO2/C@C-600(26.7 k Pa)和SnO2/C@C-1000(26.9 k Pa)的断裂强力相较于C-800(16.1 k Pa)有了明显的提升。与其他纤维膜相比,SnO2/C@C-800具有更高的比容量,在10 m A/g的电流密度下,50次循环后可逆容量保持在200.78 m Ah·g-1,具有的51%的容量保持率。与SnO2/C-800相比,SnO2/C@C-800具有更好的倍率性能和长期循环性能说明碳包覆层缓解了SnO2的体积变化,有利于提高材料的电化学性能。综合力学性能和电化学性能,SnO2/C@C-800相比于SnO2/C@C-600和SnO2/C@C-1000更适合做锂离子电池的自支撑阳极。在上述的纺丝液体系中加入MnO2,利用静电纺丝的方法制备了柔性的MnO2/SnO2/C@C和MnO2/SnO2/C复合纳米纤维膜。采用锌片作为对电极制备锌离子电池,测试其电化学性能,与MnO2/SnO2/C-800相比,MnO2/SnO2/C@C-800具有更高的CV氧化还原峰值和更高的比电容量,证明了碳包覆在一定程度上改善了制备电极的电化学性能。
其他文献
脉冲式干粉灭火技术能有效应对电气类火灾,其工作原理涉及复杂的激波和稠密颗粒群间相互作用,属于一个典型的稠密颗粒相可压缩气体负载流问题,与此密切相关的实际应用还广泛存在于医疗、军工和航空航天等领域。因此,研究激波诱导稠密颗粒群气固两相射流行为和参数影响规律,具有显著的学术研究和工程应用价值。本文利用ANSYS Fluent V20.2平台,采用DDPM+DEM方案,首先对方管中激波-稠密颗粒幕长时间
蔬菜生产在我国农业中占有重要地位,当前蔬菜生产的机械化、自动化水平低,是我国农业现代化的薄弱环节。穴盘的自动移栽方式受取苗技术与支撑系统的制约发展缓慢,比较而言,毯苗移栽配套系统成熟、高效,在水稻方面应用广泛。为实现蔬菜毯苗高效低损移栽,需要培育“盘根成毯、高密度、矮壮健”的幼苗。本文针对西兰花毯苗育苗方式,开展了以壮苗指数和形态特征为多指标正交试验,通过对多指标试验数据进行方差与极差分析,得到适
随着运动模拟器在驾驶训练、航空航天等领域需求的提升,越来越多的学者开展了关于运动模拟器的研究。其中,并联运动模拟器凭借承载能力强、刚度大和累积误差小等优点更是成为研究的热点,但是存在工作空间小的问题。本文提出一种6-PSS(P:移动副;S:球副)并联机构,在保持一般并联机构优点的同时拥有较大的工作空间和较快的运动速度,可作为运动模拟器的底座,实现所需运动的模拟。论文主要以所设计的6-PSS并联机构
N-磺酰基-1,2,3-三氮唑在Rh的催化下,生成α-亚胺铑卡宾。α-亚胺铑卡宾的卡宾碳具有亲电性,亚胺氮具有亲核性,在有机合成中可作为1,3-两性离子中间体。该两性离子中间体可以通过与不饱和双键或者是叁键反应,转化为1,n-两性离子中间体,从而合成氮杂环类化合物。另一方面,铑卡宾通过分子内官能团迁移重排也可产生新的两性离子中间体。例如,铑卡宾可以通过分子内溴原子迁移、酯基迁移、O-H迁移等分别合
本课题基于当前传统历史文化村落存在的乡村空心化、文化逐渐消失等现象问题提出基于历史图谱的村落景观更新设计。以历史图谱作为设计理念导向,景观更新为设计手段,开展对马鸣村景观更新设计研究,深入挖掘马鸣村的历史文脉寻找景观断层,以期连接碎片的历史文化,修复还原乡村历史面貌。在文献梳理和对马鸣村资源解读的基础上,构建历史图谱理念下的乡村景观更新设计模型,为马鸣村的景观更新设计提供理论基础和实践参考。一是设
现如今,在教育领域越发重视高效课堂的构建以及学生学科核心素养的培养。在初中语文教学中,要想有效提高课堂教学的质量,实现学生语文核心素养的培养,教师就要从"教"入手,及时转变传统语文教学中落后的思维,并不断创新语文教学方法、探索语文教学新模式,从而达到语文教学的目标。本文从利用问题情境、联系实际生活、借助动态资源、以学生为主体四个方面入手,阐述教师如何构建以"问"促"学"模式的初中语文教学课堂,促进
经济社会的发展同时也导致了全球能源危机加剧和自然环境恶化等问题。近年来,药物和个人护理产品(PPCPs)的大量使用和排放使之成为水体环境中普遍存在的新兴污染物,其因结构复杂且稳定而难以被传统水处理技术彻底去除,对生态环境、人类健康和社会可持续发展造成了严重威胁。光催化氧化技术作为高级氧化工艺(AOPs)之一,是一种反应条件温和,环境友好的水处理技术。其中,基于过一硫酸氢盐(PMS)活化的光催化氧化
能源效率是大型医院能耗优化领域的重要主题,暖通空调系统作为医院能源的主要消费者,对其进行能耗优化控制显得尤为重要。一方面,现有的控制策略大多基于暖通空调系统模型的建立来预测其能耗趋势,策略的有效性高度依赖于建立模型的准确性,因此存在较大局限性;另一方面,鲜有研究针对医院多区域多需求的特殊建筑环境条件展开,因此对大型医院暖通空调系统的能耗决策进行优化就显得十分迫切。本文基于模型预测控制和深度强化学习
近20年来,我国工业蓬勃发展,纺织、纸张、印刷、塑料、皮革、化妆品和涂料行业导致产生大量有机染料废水。其中印染废水显色度高、难降解,去除的方法包括过滤、凝絮、生物吸附和生物降解等,但存在操作复杂、成本较高等问题。因此,现阶段迫切需要找到一种成本低且高效的降解染料废水的方法。本研究首先以微晶纤维素(MCC)为原料,经低温冷冻解冻法制备纤维素溶液,采用碱性TEMPO-NaBr-NaClO化学氧化体系对
蚕丝是人类较早开发利用的天然蛋白质纤维之一,具有手感柔滑、外观华丽等优良性能,被誉为“纤维皇后”。目前蚕丝染色常用的酸性染料和丝素大分子之间以离子键、范德华力和氢键结合,耐湿处理牢度不理想;活性染料虽能与蚕丝反应生成共价键结合,但在染色过程中用到的高温、碱固色也对纤维结构和物理机械性能带来不利影响。同时,酸性染料和活性染料均需要用大量的盐来促染,造成了污水处理及环境的严重负担。因此,探索对蚕丝的低