【摘 要】
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近年来,电子设备和电动汽车技术的迅猛发展激发了对新一代安全,廉价,循环寿命长,比容量高的电池负极材料的研发。商用锂离子电池负极材料是碳类材料,理论容量低,限制了锂离子电池容量的进一步提高。锗基材料是一类高容量的材料,因此被认为是很有前途的候选负极材料。但是高容量负极材料在研究过程中遇到一些瓶颈问题:1)材料制备复杂繁琐,效率低,2)电极材料在充放电过程中,体积变化大,导致电极材料粉碎和导电网络崩溃
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近年来,电子设备和电动汽车技术的迅猛发展激发了对新一代安全,廉价,循环寿命长,比容量高的电池负极材料的研发。商用锂离子电池负极材料是碳类材料,理论容量低,限制了锂离子电池容量的进一步提高。锗基材料是一类高容量的材料,因此被认为是很有前途的候选负极材料。但是高容量负极材料在研究过程中遇到一些瓶颈问题:1)材料制备复杂繁琐,效率低,2)电极材料在充放电过程中,体积变化大,导致电极材料粉碎和导电网络崩溃,无法实现高容量循环。因此,通过设计锗基材料结构及与碳材料复合等方法,来改善锗基材料的容量衰减问题。针对
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近年来,国家的发展举世瞩目,环境问题日益凸显,现阶段能源危机和环境污染已成为了一个全球性问题。现今石油资源日益枯竭,世界正在走向“后石油时代”。毫无疑问,新能源汽车的发展已成为解决能源问题的必然方向,作为电动汽车的动力源,动力电池无疑是重中之重。在主流动力电池中,锂动力电池以高能量密度、工作电压高、循环使用寿命长、无污染等优点成为动力电池的首选。在实际应用中,多为大量锂单体电池串联成组应用。由于锂
超级电容器是在传统电容器基础上发展而来的新型储能器件。因其具有更高的能量密度,较好的功率密度,非常好的工作稳定性,对环境较友好,使用条件宽松,在诸多领域有着良好的应用前景,不过其也存在着能量密度不足的问题。现如今,研究者一般从超级电容器的电极材料或者电解液着手提高电容器的性能。例如,提高电极材料比表面积、减小电子转移/离子扩散阻力从而提高电化学性能,将材料直接作为电极整体,去除金属等集流体从而提升
在硅基电池已经商业化应用的今天,人们依然在努力探索新的光电转化方法,希望得到更加廉价,无污染,稳定的太阳能电池。染料敏化太阳能电池(DSSC)的成本低廉且生产简便,更重要的是对环境污染小的特点,是人们研究的重点,具有极大的潜力。DSSC结构主要是氟掺杂透明导电玻璃,在FTO上层的是纳米晶多孔半导体薄膜、在薄膜上负载光敏化剂(目前一般用N719)、对电极以及最后注入的氧化还原电解质等几部分。通过高温
多孔炭具有比表面积大、稳定性强、导电导热性能好等优异性能,作为一种理想的电极材料在电化学领域的应用不断得以开发。本文分别以含氮前驱体多巴胺和虾壳为碳源,采用硬模板法协同化学活化法成功制备出系列层次孔炭,再通过熔融法与硫复合得到不同硫含量的孔炭/硫复合物。采用多种技术手段对所得材料的形貌和结构进行表征,并考察其作为锂硫电池电极材料的电化学性能。主要结论如下:1、以多巴胺兼作碳源和氮源,聚苯乙烯(PS
商业化锂离子电池的负极材料主要为石墨类碳,其具有良好的可充电性能和安全性能,但因其低的比容量(372 m Ah g-1)已不能满足实际应用中高容量的要求。因此,寻找高比容量、长循环寿命、高安全性能的新型负极材料已成为研究的热点。锑基负极材料具有较高的理论比容量,如Sb(660 m Ah g-1)、Sb2S3(946 m Ah g-1)、Sb_2O_3(1103 m Ah g-1)、Sb_6O_(1
近年来,随着科学技术的快速发展,能源资源的日益匮乏和人类对能源需求的不断增加,加之环境污染日益严重。解决能源与环境问题最有效的方法之一就是大力发展高效、清洁的可再生能源。而纳米材料作为一种新型能源材料,由于其在热力学、电学、光学等方面表现出了许多传统材料所不具备的优势。特别是在能量存储(超级电容器、锂离子电池、太阳能电池)方面表现出了许多显著的优势。在众多储能器件中,超级电容器作为最重要的储能器件
随着电子科技的进步和混合动力和纯电动汽车的快速发展,人们对环保、高效、高能、安全的锂离子电池提出了更高的要求。硫和硫化铜作为锂离子电池正极材料由于具有高的理论比容量、环境友好、价格低廉、原料丰富、安全性高等优点而成为当前的研究热点。但是由于在充放电循环过程中存在较大的体积变化和反应中间产物多硫化物在电解液中的溶解问题阻碍了硫及硫化铜电极材料的实用化进程。为此本论文以硫、硫化铜为储锂活性材料,采用包
随着高能量密度和高功率密度锂离子电池的发展,目前商业上广泛应用的石墨负极材料,由于比容量低、倍率性能差而受到限制。理论上,硅是理想的锂离子电池负极材料,但是硅在脱/嵌锂过程中体积膨胀而容易导致电极破裂,严重地影响了其循环性能。近年来,地球上含量丰富的SiO_2因理论比容量高、放电电位低而作为硅负极材料的替代物,受到了广泛地关注。然而,SiO_2本身电导性差、强的Si-O键和充放电过程中一定程度的体
三维有序大孔(3DOM)材料具有孔径大、孔壁薄、三维空间上高度有序、结构稳定等优势,同时由于其比表面积大及内连接的孔道结构是制备高稳定性和高能量锂离子电池的理想基体。过渡族金属氧化物如Fe_3O_4(928mAhg~(-1)),CuO(640mAhg~(-1))和SnO_2(1494mAh g~(-1))等因为其容量高,制备工艺简便,资源丰富,无毒无污染等优点被广泛应该于锂离子电池负极材料中,但是
磷酸铁锂电池是近年来发展的一种新型锂离子电池,与传统的铅酸、镍氢等蓄电池相比,具有高容量、高输出电压、良好的充放电特性、耐大电流冲击、电化学性能稳定、工作温度范围宽、无毒、对环境无污染等优点,但同时也存在电池一致性、电池怕过充等问题,因此在实际使用中需要配合电池管理系统对其进行管理和保护。本论文涉及的电池管理系统供电系统主要针对煤矿避难硐室的应急供电领域进行研发设计,研发一款24V30A的磷酸铁锂