【摘 要】
：
钠元素因丰度高、价格低而在钠离子电池方面的研究备受关注,但因钠离子的原子半径比锂离子更大,导致以石墨作为负极的层间距无法支持钠离子的顺利脱嵌。以Bi2Se3为代表的拓扑绝缘体材料,因其特殊的表面态而具有优异的表面导电性,虽然其输运性质备受关注,但是应用领域却有待拓宽,且其用于电化学储能领域的研究鲜有报道。Bi2Se3是由范德华力相结合的二维层状材料,其层间距远高于石墨,结合其表面高导电特性,有望成
论文部分内容阅读
钠元素因丰度高、价格低而在钠离子电池方面的研究备受关注,但因钠离子的原子半径比锂离子更大,导致以石墨作为负极的层间距无法支持钠离子的顺利脱嵌。以Bi2Se3为代表的拓扑绝缘体材料,因其特殊的表面态而具有优异的表面导电性,虽然其输运性质备受关注,但是应用领域却有待拓宽,且其用于电化学储能领域的研究鲜有报道。Bi2Se3是由范德华力相结合的二维层状材料,其层间距远高于石墨,结合其表面高导电特性,有望成为高倍率、高比容量的钠离子电池负极材料。然而,由于Bi2Se3多种储能反应使其在充放电过程中体积变化剧烈,造成Bi2Se3的粉化、脱落,导致电池比容量迅速衰减,因此,其电极长周期稳定充放电的问题仍待解决。本文以提高Bi2Se3的循环稳定性和比容量为目的,分别采用构建异质结构和包覆的方法,系统研究了异质结及纳米结构设计对材料微观结构及储能特性的影响规律,具体研究内容如下:利用水热法制备Bi2Se3前驱体,结合在空气中的快速退火处理,构建不同复合比例的Bi2Se3/Bi2O3异质结构。与水热法制备Bi2O3前驱体随后在管式炉中硒化不同,本方法显著降低了硒粉的使用量和材料制备的时间成本,有效提高材料的合成效率。此外,Bi2Se3可提供快速的载流子输运通道。Bi2O3理论比容量高,可提高复合材料的比容量。作为钠离子电池负极时,Bi2Se3/Bi2O3电极在经过100次充放电后仍保持310 m Ah/g的比容量,而同样条件下,Bi2Se3和Bi2O3电极的放电比容量分别仅为35和158 m Ah/g。为探索提高Bi2Se3循环稳定性的方法,本文利用原子层沉积技术,在Bi2Se3外部均匀包覆纳米厚的无定形Ti O2层（150圈Ti O2的厚度大约为4 nm）。该设计不仅利用了异质界面处电子结构的调控作用,还结合Ti O2包覆层良好的化学/电化学稳定性和优异的机械性能,可有效承受Bi2Se3的体积膨胀,进而提高Bi2Se3复合电极的稳定性。得益于异质结和Ti O2包覆层的优势,Bi2Se3/Ti O2复合电极的比容量可达385.6 m Ah/g,并在400次充放电后仍保持281.4 m Ah/g的比容量。上述对高体变电极材料的结构设计和稳定性优化方法为此类材料在储能领域的应用提供了实验依据和可行性参考。
其他文献
垂体促甲状腺激素腺瘤（thyrotropin-secreting pituitary adenoma,TSH瘤）是一种罕见的垂体性疾病，可产生过多的促甲状腺激素（thyroid-stimulating hormone,TSH），导致甲状腺被过度刺激，临床表现为中枢性甲状腺功能亢进，常被误诊为格雷夫斯病。目前TSH瘤的一线治疗方法为经鼻蝶窦入路垂体腺瘤切除术，手术治疗虽可快速有效地缓解症状，但却不可
近些年,具备应用灵活性、电气隔离性和环境适应性等优势的无线电能传输技术（Wireless Power Transfer,WPT）在经济发展、科学研究和市场需求等多方势力推动下,在电动汽车、手机无线充电和生物医学植入物等多个领域得到广泛应用,但在电能传输过程中,仍然面临着磁耦合机构偏移适应性差、系统稳定性不佳和能量传输效率不稳定等问题。本文基于固定翼无人机无线充电的应用需求,开展面向抗偏移需求的无线
人脸识别技术是将人脸特征信息作为判别依据来进行身份验证的生物识别技术。近年来随着深度学习的兴起,人脸识别技术已经被广泛应用于手机验证、支付安全验证以及门禁系统等。但是当前大部分应用都是针对可见光的,可见光人脸识别容易受到拍摄角度、化妆、并且在室外极易受到光照条件变化等因素的影响,识别率会大幅度降低,在刑事侦查、军事领域、安全系数高的门禁系统等领域可见光人脸识别系统极易面临被仿冒的危险。针对于此,不
永磁同步电动机具有启动转矩大、易于控制、节能等优点,在电动机驱动系统中得到了广泛的应用。由于高性能控制中需要使用光电编码器、霍尔传感器等机械元件来获取精确的转子位置信息,但传统位置传感器的引入增加控制系统复杂性,且在严苛条件下难以可靠运行,因此无位置传感器控制技术成为各国研究学者的研究热点。本文主要对永磁电动机全速域无位置传感器控制展开研究。首先,针对中高速域,本文提出使用光滑分段指数函数代替传统
挥发性有机化合物（VOCs）是造成大气污染的主要来源之一,对人们的生活和健康造成严重威胁,卟啉类化合物因其优异的光学性能,成为检测VOCs气体的潜在有机半导体敏感材料,但由于固态卟啉的导电性极低,限制了其在气体传感器领域的应用。本文选用卟啉类化合物作为气体敏感材料,通过碳纳米管的掺杂改善其电学特性,结合体积小、功耗低的MEMS传感器芯片,设计出一种卟啉锌/碳纳米管MEMS气体传感器,以甲苯、甲醛、
随着特高压直流输电系统的建立、新能源并网,使得电网变得越来越复杂,为保障电网安全稳定的运作,寻找电力系统元件精确的模型和参数用来实现电力系统仿真分析和故障诊断,同时也是保障电网安全稳定运行的基础。新一代同步调相机作为无功补偿装置在特高压直流输电系统中扮演着重要的角色。因此得到精确的同步调相机数学模型以及电气参数是特高压交直流混合输电系统分析的基础。本文首先介绍同步调相机的基本方程以及几种实用数学模
液化天然气作为一种清洁、高效的能源被广泛使用,其运输需要用到LNG潜液泵。高速永磁电机作为潜液泵的核心部件,构成电机的材料在超低温环境下的电磁特性会发生变化。因此探究超低温环境对构件材料性能的影响、探明低温条件对电机特性的作用机理以及形成选材原则已经成为该类电机亟待解决的问题。论文重点研究了硅钢片在超低温环境下的电磁性能、低温电机定子铁心损耗以及转子涡流损耗,通过实验测量了硅钢片的电磁特性,并对测
随着工业领域的飞速发展与不断进步,起重机用电机在工业生产以及物料的装卸与搬运中扮演着不可或缺的角色。传统起重机用电机使用三相感应电动机,存在启动转矩较小,低速运行时效率较低等缺点,不能满足现代起重机行业的需求。开关磁阻电机具有调速范围广、起动转矩大以及动态响应好等优点,可以适用于频繁启停,多种负载运行状态的场合,本文主要对起重机用开关磁阻电机电磁场、流体流动和温度分布开展深入地研究,主要工作内容如
在新发展阶段、新发展理念、新发展格局的战略要求下,国家总体对于工程建设项目进程不断推进,工程建设项目投资金额与项目数量迎来较大增长。物资采购是支持整个工程建设进度的关键因素,然而工程项目的建设周期长,物资使用量大且价值较高等特殊性,使物资采购充满了一系列的风险,直接影响着工程项目物资采购的顺利实施。ZJS工程公司是一家工程建设企业,公司在工程项目建设中,供应商供货质量良莠不齐,频繁变化的原材料价格
随着国家能源战略结构的调整,传统燃油汽车向绿色化新能源汽车转型是当下及未来长期面临的难题。氢能具有零排放、能量转换效率高、易获取、可再生等一系列优点,因此燃料电池汽车逐渐成为了未来新能源汽车的发展方向。但是受到燃料电池现有技术的制约,燃料电池汽车的商业化普及仍然有很多阻碍。目前燃料电池存在的短板包含:输出电压电流特性偏软、动态响应速度慢、启动速度慢、不能吸收制动能量。在燃料电池汽车动力系统中增加辅