【摘 要】
：
商业的石墨/炭负极的低比容量严重限制了锂离子电池的进一步发展,而硅由于其4200 m Ah g-1的高理论比容量、较高的丰度及环境友好等优势被认为是最具有前景的下一代锂离子电池负极材料。然而在合金化过程中,高容量也伴随着巨大的体积效应和内应力,使得电极结构不稳定,硅颗粒破碎及固体电解质界面的反复再生会导致容量的急剧衰减。另外,硅具有半导体特性,较差的电子、离子传输速度也制约了其作为负极材料的应用。
论文部分内容阅读
商业的石墨/炭负极的低比容量严重限制了锂离子电池的进一步发展,而硅由于其4200 m Ah g-1的高理论比容量、较高的丰度及环境友好等优势被认为是最具有前景的下一代锂离子电池负极材料。然而在合金化过程中,高容量也伴随着巨大的体积效应和内应力,使得电极结构不稳定,硅颗粒破碎及固体电解质界面的反复再生会导致容量的急剧衰减。另外,硅具有半导体特性,较差的电子、离子传输速度也制约了其作为负极材料的应用。为了在保留高容量的同时兼具材料的结构稳定性和高倍率性能,本文针对硅负极的固有缺陷,利于在材料内部构筑缓冲空间来容纳硅颗粒的体积膨胀,通过沥青前驱体种类和热处理温度可以调控外部炭层的微观特性。将其应用于复合材料并探索了炭层微观结构与电极性能的相关性,以获得最佳的循环稳定性和电子、离子传输特性。具体的研究内容与结果如下:（1）以工业硅粉和沥青为硅源和炭源,通过简单可控的工艺制备了蛋黄-壳结构的硅炭复合材料,随后合理调控了氧化参数以调整其空腔/硅核体积比,以探索最优空腔结构。研究显示:通过表征手段证实了蛋黄-壳结构的成功制备,其预留空腔有效容纳了硅核的体积膨胀,改善了循环性能。电化学测试表明氧化程度调整为70%时材料同时保留了高容量和良好的循环特性,将其作为后续研究的工艺参数。（2）以三种沥青作为炭源制备了蛋黄-壳结构的复合材料,软炭结构的高度可调性使复合材料电极显示出不同电化学行为。研究显示:三种沥青热解软炭的结构表现出较大差异,将其应用于复合材料后,软炭成分的微观结构对电极的电化学性能影响较大。其中P2-1050-Si@V@C表现出最佳的电化学性能,在最初的循环中其放电容量显示为1362m Ah g-1,在200次循环后仍然表现出755 m Ah g-1的可逆容量,其倍率性能及EIS测试也显示出最高的电子和离子传输速度。（3）进一步对硅炭复合材料中炭层的微观结构进行精细调控,以优选的P2沥青作为前驱体,在一系列热处理温度下制备蛋黄-壳结构的复合材料,将得到的最佳炭层应用于复合材料电极时表现出优异性能,最后总结了炭层特性与电极性能存在的相关性。研究显示:随着热解温度的上升,炭层的结晶特性逐渐提高,孔径随交联聚合程度的增加而缩小,但在1150℃下开始产生Si C惰性夹层,对复合材料的电化学性能产生不利的影响。而P2-1050-Si@V@C表现出最佳的循环特性、倍率性能及电化学可逆性等,这归因于炭壳较高的结晶度及合适的孔道特征保证了电子和离子的高速传输及优良的锂离子存储特性。循环后的材料表征结果显示,经过70次充放电后材料的空腔结构仍保持稳定。
其他文献
随着能源问题和环境问题的日益凸显,综合能源系统因在优化能源结构、降低环境污染等方面的突出优势而得到广泛关注。与此同时,家庭能量管理系统的研发,使得用户侧需求响应行为成为一种可控资源,如何合理利用这种资源、科学有序地引导用户用能成为一个值得思考的问题。现有的大多数研究,往往只针对上述的单一方面进行,而少数将两者结合起来的研究尚存在着许多不足。因此本文综合考虑供能侧综合能源系统的多能互补特性和用户侧需
随着汽车保有量和汽车驾驶员数量的逐年增长,交通安全、环境污染、交通拥堵等问题日益凸显,智能汽车为根本性解决上述问题提供了可能,行为决策是智能汽车自动驾驶系统的核心技术之一。因此,开展智能汽车行为决策技术研究具有十分重要的理论意义和工程价值。本文针对传统深度强化学习行为决策方法在线策略学习效率偏低等问题,研究了以自车及周边车辆运动状态信息、车载视觉传感器图像信息为输入,以车辆运动目标位置为输出的智能
近年来,随着道路交通的发展,越来越多的交通问题以及交通事故不断出现,其中性质比较恶劣的,如抢夺方向盘,路怒症,酒驾导致注意力不集中、大脑兴奋,夜路受惊吓等情况导致的车祸也屡见不鲜。这些与驾驶员或者乘客相关的事故与其自身的情绪变化有着密不可分的关系。寻找一种可以对驾驶员的情绪波动进行监测的方法,在监测到驾驶员或者乘客的情绪变化超出正常的范围时,及时使用警报警示,情况更加恶劣时由智能驾驶系统接管车辆驾
实施乡村振兴战略，是党的十九大作出的重大决策部署，作为乡村振兴的核心部分—人才振兴来讲，培育新时代职业农民已成为我国农村发展中的重中之重。通过明确培育方向、制定培育计划、拓展培育内容、强化培育保障、完善培育体系、完善后续跟踪服务，为农村培育一批热爱农业、懂技术、善于经营的高素质农业人才。着重从职业农民培育的角度深入探讨乡村振兴战略的落实。
随着工业生产自动化程度越来越高,传统的静态称重已经不能满足批量生产的需求,动态检重秤在此背景下应运而生。动态检重秤能够自动检查包装商品重量,它通常位于自动化定量包装生产线的末端,用于确保商品的重量在指定的范围内,任何超出公差范围的包装将自动脱线。本文研究的ⅩⅢ（1）级动态检重秤每分钟可以称重400个包装商品,同时可以与其他附加设备配合,例如金属探测器和X射线机,以检查包装的其他属性,相比传统人工静
在电动汽车的行驶过程中,特别是电量较低时,如果电池输出功率较大,将很容易引发过放电并进而导致电池内部产生不可逆的损伤。因此,为确保电动汽车的运行安全和可靠性,现有技术通常利用电池管理系统（BMS）对电池的最大功率输出能力（SoP）进行估计,再通过整车控制系统控制电机的扭矩以保证电池的输出功率不超过其SoP。这种“先估计最大能力、再进行闭环控制”的方式计算复杂度低且实施简单,但缺乏对未来负载的考量,
本文对基于Yolov3的目标检测识别和视觉跟踪算法进行研究,本文主要开展了如下工作:1.本文对目标检测展开研究,本文提出了引入通道剪枝的单输出层Yolov3改进目标检测算法,为缩减算法参数量和计算量,该算法使用通道剪枝操作精简网络层次,在不影响准确性的前提下可以获得整体宽度更小的网络,同时为了防止强制性分层预测该算法将原本Yolov3算法的多输出结构改为单输出层结构。2.本文对目标跟踪展开研究,本
随着工业的快速发展,我国环境污染状况日益严重。在污染环境的修复进程中,土壤污染是最为棘手的问题。不同于有机污染物可以被微生物降解,土壤中的重金属只能通过人为的提取（如淋洗、电动修复）或者向土壤中投加稳定剂,使毒性大、迁移能力强的重金属转化成毒性小或无毒、迁移能力弱的形态。其中,铬污染的土壤需要特别注意,不仅因为Cr（Ⅵ）致癌性和高毒性,而且还因为其不同的性质（如,不同p H值下的价态变化、阴离子形
随着科学技术与经济的快速崛起,数字化、图示化与抽象化的建筑空间占据了我们的生活,城市化进程快速推进的过程夹杂着快餐式文化,这使得我们所处的空间缺少了底蕴与人性,过度重视觉效果的视网膜建筑,废弃了其他感知器官进而疏远了我们的身体,忽略了我们内心的感知,使我们的精神、记忆、情感无处安放。自上而下形成的现代化空间,大多由建筑师个人的想法所摆布,只看重形式与功能则必然留下对建筑空间的身心体验与精神寄托的空
“智能无人零售车”是自动驾驶技术与网络在线支付技术的融合,对于新零售具有重要的理论和实践意义。智能无人零售车使人们的生活更加便捷与丰富,也是消费市场出现的前所未有的新奇购买方式。无人车技术属于智能自动驾驶车领域,也被称为轮式智能机器人。无人车技术主要依托于车内计算机系统,使其能根据指令移动到某个特定的地点。交通方式正在步入智能化自动驾驶的时代,随着车联网技术的铺开,百度作为全国自动驾驶的领军企业,