基于有机聚合物的电极材料设计合成及应用研究

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可充电锂离子电池(LIBs)由于优异的电化学性能,已经成为应用最为广泛的二次电池体系。有机电极材料使锂存储系统具有低成本、柔性、可持续性、高氧化还原活性、良好的电化学可逆性和高能量密度的特点。其中醌类化合物由于具有更高的理论能量密度之类的优势,已成为最有前途的储能有机材料之一。由于分子设计的优势,结合了有机高分子材料的柔韧性和多孔结构的优点,共轭多孔聚合物进一步增强了离子扩散和插入离子的调节作用,从而得到了特别的重视与关注,针对蒽醌和亚胺类化合物,本文主要对聚合物材料的设计合成、微观形貌、结构和储能
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染料敏化太阳能电池(DSSCs)作为具有前景的第三代薄膜太阳能电池的代表之一,具有许多优点,例如成本低、制作工艺简易、光电转换效率(η)较高等。在大规模生产和工业中具有广阔的应用前景。TiO_2作为DSSCs光阳极材料的选择之一,具有清洁无污染、低成本、宽带隙等优势。因此,在DSSC领域中被研究者广泛使用。但是,为了使DSSCs达到所需的高η,光阳极的进一步优化仍是一个巨大的挑战。研究表明,传统的
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锂离子电池作为目前新能源汽车的主要动力电池,具有高能量密度、高电压、环保安全的优势而受到各方的青睐。在锂离子电池各个组成部分中,正极材料无疑是最关键的一部分,而锂镍钴锰氧化物(NCM,Li Ni_xCo_yMn_(1-x-y)O_2,0.8≤x<1,0
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由于能源需求的增长,高能量密度、长循环寿命的锂离子电池将在未来数十年中有着广泛的应用需求。然而,近几年商业化的负极材料仍是以石墨类为主的碳材料,难以满足新一代人们对锂离子电池容量设备较高的需求。因此,寻找开发新型高容量、环境友好型电极材料是发展的必然趋势。金属氧化物因其自身具有高的理论比容量被认为是新一代石墨类负极的可代替材料,但其因体积膨胀造成的容量衰减快等问题已严重限制了其实际应用。为改善这一
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镁离子电池被认为是替代锂离子电池的候选者之一,但是只有解决了正极材料和电解液的问题,镁离子电池才能进一步发展。镁锂双离子电池可以有效解决Mg~(2+)在材料中缓慢的动力学问题,为镁离子电池的发展提供了新的方向。本文对镁锂双离子的正极材料进行了研究,主要内容为针对钛基材料钛酸锂(LTO)和磷酸钛钠(NTP)的改性,并对其储锂性能进行了研究。(1)通过溶胶凝胶法合成出一系列碳包覆和锡掺杂的LTO复合材
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为了高效利用太阳能、风能等清洁能源,能量存储与转化装置的研发迫在眉睫。化学储能因成本低、能源存储及转化效率高等特点受到广泛关注。在化学储能器件中,镍锌电池因理论能量密度高、低温性能好和功率密度大及安全环保等特点受到人们的重视。其相关材料的研究和开发成为目前研究热点。本文首先研究不同电解液对镍锌电池性能的影响,得到最优电解液配方;然后通过溶胶-凝胶法制备了纳米ZnO/碳复合材料,组装的镍锌电池展现出
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目前,能源短缺、环境污染等问题日益严重,人们的生活受到严重干扰。因此,人们不断开发研究新的能源减少环境的污染,实现可持续发展。锂离子电池是一种高效的能源存储技术,具有较高的能量密度和良好的循环稳定性。LiTi_2(PO_4)_3作为锂离子电池材料的一种,是一种具有NASCION结构的快离子导体,有合适的脱嵌锂电位,平稳的充放平台。当LiTi_2(PO_4)_3用作负极时,材料的电子电导率不高,易造
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