本文主要研究内容
作者韩亚娜（2019）在《Mn3O4@MWCNT复合材料的制备及其在水系锌离子电池中的性能研究》一文中研究指出：水系锌离子电池由于安全性能高、环保、资源丰富和易制备等特点得到广泛认可。目前,水系锌离子电池的发展主要受限于正极材料,锰氧化物由于其高的比容量、廉价、环境友好等优点,被广泛用于水系锌离子正极材料。然而其存在导电性差等问题,导致其差的循环稳定性和倍率性能。此外,锰氧化物的制备方法往往比较复杂,限制了其在水系锌离子电池中的实际应用。为了改善这些问题,本文以四氧化三锰为研究对象,结合导电性好的多壁碳纳米管,采用工艺简单的制备方法合成出四氧化三锰负载在多壁碳纳米管表面的复合物（Mn3O4@MWCNT复合材料）,并对其电化学性能和机理进行研究。此外,探讨了不同价态金属离子电解液的在水系Zn//Mn3O4@MWCNT电池体系中的电化学性能,为改进和提高水系锌离子电池的电化学性能进行了有益探索,具体研究内容如下:1、通过低温共沉淀的方法制备出Mn3O4@MWCNT复合材料,并探讨了不同合成温度和浓度对复合材料的结构和电化学性能的影响。在60℃的情况下,浓度为0.3 mol L-1和0.15 mol L-1时合成四氧化三锰纳米颗粒均匀分布在多壁碳纳米管上,四氧化三锰的平均粒径分别为15 nm和30 nm,与纯四氧化三锰的电化学性能比较发现,在100 mA g-1的电流密度下体现出300 mAh g-1的比容量,是纯四氧化三锰比容量的2倍。在500mA g-1的电流密度下初始比容量为220 mAh g-1,且稳定循环300圈。证明了多壁碳纳米管复合有效的改善了四氧化三锰的导电性,从而提高了Zn//Mn3O4电池的循环稳定性、倍率性能和比容量。2、在充电/放电过程中,结合结构表征,对Mn3O4@MWCNT电极材料在中性电解液中的电化学过程机理进行了探究。结果表明,Mn3O4@MWCNT电极在充电/放电过程中,是通过Mn2+与Mn3+和Mn4+之间的相互转化,并伴随着锌离子以ZnSO4[Zn（OH）2]3·xH2O形式在正极材料表面的沉积和溶解来实现了能量的储存。与此同时,观察到在充电过程中四氧化三锰由纳米颗粒向纳米片结构的可逆转化。充电后四氧化三锰纳米片的形成,增大了电解液与电极材料的接触面积,进而加快了电子和离子的传输速度,提高了电池的倍率性能和比容量。3、为了进一步改善Zn//Mn3O4@MWCNT电池的电化学性能,对不同价态金属离子(如K+、Mg2+、Al3+)水系电解液在Zn//Mn3O4@MWCNT电池体系中的电化学性能进行探究。研究结果表明分别以硫酸钾盐、硫酸镁、硫酸铝溶液为电解质时Zn//Mn3O4@MWCNT电池在100 mA g-1的电流密度下体现出350 mAh g-1、325 mAh g-1、220 mAh g-1的初始比容量,表现出潜在的应用前景。对以K2SO4+ZnSO4+MnSO4混合水溶液为电解液的Zn//Mn3O4@MWCNT电池进行电化学性能分析。
Abstract
shui ji xin li zi dian chi you yu an quan xing neng gao 、huan bao 、zi yuan feng fu he yi zhi bei deng te dian de dao an fan ren ke 。mu qian ,shui ji xin li zi dian chi de fa zhan zhu yao shou xian yu zheng ji cai liao ,meng yang hua wu you yu ji gao de bi rong liang 、lian jia 、huan jing you hao deng you dian ,bei an fan yong yu shui ji xin li zi zheng ji cai liao 。ran er ji cun zai dao dian xing cha deng wen ti ,dao zhi ji cha de xun huan wen ding xing he bei lv xing neng 。ci wai ,meng yang hua wu de zhi bei fang fa wang wang bi jiao fu za ,xian zhi le ji zai shui ji xin li zi dian chi zhong de shi ji ying yong 。wei le gai shan zhe xie wen ti ,ben wen yi si yang hua san meng wei yan jiu dui xiang ,jie ge dao dian xing hao de duo bi tan na mi guan ,cai yong gong yi jian chan de zhi bei fang fa ge cheng chu si yang hua san meng fu zai zai duo bi tan na mi guan biao mian de fu ge wu （Mn3O4@MWCNTfu ge cai liao ）,bing dui ji dian hua xue xing neng he ji li jin hang yan jiu 。ci wai ,tan tao le bu tong jia tai jin shu li zi dian jie ye de zai shui ji Zn//Mn3O4@MWCNTdian chi ti ji zhong de dian hua xue xing neng ,wei gai jin he di gao shui ji xin li zi dian chi de dian hua xue xing neng jin hang le you yi tan suo ,ju ti yan jiu nei rong ru xia :1、tong guo di wen gong chen dian de fang fa zhi bei chu Mn3O4@MWCNTfu ge cai liao ,bing tan tao le bu tong ge cheng wen du he nong du dui fu ge cai liao de jie gou he dian hua xue xing neng de ying xiang 。zai 60℃de qing kuang xia ,nong du wei 0.3 mol L-1he 0.15 mol L-1shi ge cheng si yang hua san meng na mi ke li jun yun fen bu zai duo bi tan na mi guan shang ,si yang hua san meng de ping jun li jing fen bie wei 15 nmhe 30 nm,yu chun si yang hua san meng de dian hua xue xing neng bi jiao fa xian ,zai 100 mA g-1de dian liu mi du xia ti xian chu 300 mAh g-1de bi rong liang ,shi chun si yang hua san meng bi rong liang de 2bei 。zai 500mA g-1de dian liu mi du xia chu shi bi rong liang wei 220 mAh g-1,ju wen ding xun huan 300juan 。zheng ming le duo bi tan na mi guan fu ge you xiao de gai shan le si yang hua san meng de dao dian xing ,cong er di gao le Zn//Mn3O4dian chi de xun huan wen ding xing 、bei lv xing neng he bi rong liang 。2、zai chong dian /fang dian guo cheng zhong ,jie ge jie gou biao zheng ,dui Mn3O4@MWCNTdian ji cai liao zai zhong xing dian jie ye zhong de dian hua xue guo cheng ji li jin hang le tan jiu 。jie guo biao ming ,Mn3O4@MWCNTdian ji zai chong dian /fang dian guo cheng zhong ,shi tong guo Mn2+yu Mn3+he Mn4+zhi jian de xiang hu zhuai hua ,bing ban sui zhao xin li zi yi ZnSO4[Zn（OH）2]3·xH2Oxing shi zai zheng ji cai liao biao mian de chen ji he rong jie lai shi xian le neng liang de chu cun 。yu ci tong shi ,guan cha dao zai chong dian guo cheng zhong si yang hua san meng you na mi ke li xiang na mi pian jie gou de ke ni zhuai hua 。chong dian hou si yang hua san meng na mi pian de xing cheng ,zeng da le dian jie ye yu dian ji cai liao de jie chu mian ji ,jin er jia kuai le dian zi he li zi de chuan shu su du ,di gao le dian chi de bei lv xing neng he bi rong liang 。3、wei le jin yi bu gai shan Zn//Mn3O4@MWCNTdian chi de dian hua xue xing neng ,dui bu tong jia tai jin shu li zi (ru K+、Mg2+、Al3+)shui ji dian jie ye zai Zn//Mn3O4@MWCNTdian chi ti ji zhong de dian hua xue xing neng jin hang tan jiu 。yan jiu jie guo biao ming fen bie yi liu suan jia yan 、liu suan mei 、liu suan lv rong ye wei dian jie zhi shi Zn//Mn3O4@MWCNTdian chi zai 100 mA g-1de dian liu mi du xia ti xian chu 350 mAh g-1、325 mAh g-1、220 mAh g-1de chu shi bi rong liang ,biao xian chu qian zai de ying yong qian jing 。dui yi K2SO4+ZnSO4+MnSO4hun ge shui rong ye wei dian jie ye de Zn//Mn3O4@MWCNTdian chi jin hang dian hua xue xing neng fen xi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自天津理工大学的韩亚娜，发表于刊物天津理工大学2019-07-16论文，是一篇关于水系锌离子电池论文,四氧化三锰论文,多壁碳纳米管论文,复合材料论文,正极材料论文,天津理工大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自天津理工大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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