刘鹏飞:高性能电极材料及其水系电化学储能器件的设计制备论文

刘鹏飞:高性能电极材料及其水系电化学储能器件的设计制备论文

本文主要研究内容

作者刘鹏飞(2019)在《高性能电极材料及其水系电化学储能器件的设计制备》一文中研究指出:水系电化学储能器件作为一种发展历史相对较久的储能装置正随着能源体系变革浪潮的推进而迎来新的机遇和挑战,首先,与锂离子电池为代表的有机电解液储能器件相比,它具备许多独特的应用优势:较高的安全性,相对较低的生产成本和灵活多样的电极材料。水系电解液储能器件的上述优势更能满足日益多元化的社会储能需求,但目前水系电化学储能器件仍存在较多的应用缺陷,如电极材料制备繁琐,器件整体性能较差,电极结构稳定性较低等。因此,本论文从以上几点问题入手,开展了以下三方面的研究,对水系电解液储能器件的功能化以及相关电极材料的制备方法和条件进行了探索,论文内容主要包括以下三方面(1)我们首先设计制备了具有集成式电极结构的水系锌离子电池。以实验室常用的定性滤纸为基底材料,通过纤维素纳米纤维对其进行复合改性,使其成为一个兼具力学支撑和电池隔膜功能的基底,随后我们在该基底上采用简单有效的涂覆干燥方式,使得石墨纳米片通过范德华力与该基底结合为一体,接下来通过分步电沉积法将正极(聚苯胺)和负极(金属锌)活性物质分别沉积在该功能基底两侧的石墨纳米片集流层上,从而得到一个集成式的柔性水系锌离子电池,该电池在电化学性能测试中不仅具备较高的能量密度和功率密度,同时由于独特的结构设计而具备了良好的柔性,可以在不同的机械变形状态下保持其电化学性能。(2)针对目前大部分金属硫化物基非对称超级电容器的电极材料制备繁琐,器件整体性能不够突出的问题,我们以碳布作为基体材料,分别采用原位硫化法和电化学活化法,制备了Ni3S2基集成式正极和一体化碳布负极,并将二者组装为非对称超级电容器进行了一系列电化学测试,由于整个电极材料中不存在粘结剂和导电剂等附加材料,并且具有良好的电极结构,因此组装的非对称超级电容器不仅具备很好的倍率性能和循环性能,而且整个制备过程较为简便易行,成本较低,具备实际生产应用的潜力。(3)以来源丰富价格低廉的高筋小麦粉为原料,通过创新性的采用高温碳化与后期电化学活化处理相结合的方法制备了可用于超级电容器活性物质的碳材料。不同于单纯淀粉的碳化,由于高筋小麦粉中蛋白质大分子在碳化过程中起到了提高材料石墨化程度,为样品提供力学强度等作用,使得碳化后的样品能够保持初始形状并可用于进一步的电化学活化处理,最终制备得到的碳材料电化学性能出色,在1M H2SO4电解液中,1A/g的电流密度下具有361F/g的质量比容量。

Abstract

shui ji dian hua xue chu neng qi jian zuo wei yi chong fa zhan li shi xiang dui jiao jiu de chu neng zhuang zhi zheng sui zhao neng yuan ti ji bian ge lang chao de tui jin er ying lai xin de ji yu he tiao zhan ,shou xian ,yu li li zi dian chi wei dai biao de you ji dian jie ye chu neng qi jian xiang bi ,ta ju bei hu duo du te de ying yong you shi :jiao gao de an quan xing ,xiang dui jiao di de sheng chan cheng ben he ling huo duo yang de dian ji cai liao 。shui ji dian jie ye chu neng qi jian de shang shu you shi geng neng man zu ri yi duo yuan hua de she hui chu neng xu qiu ,dan mu qian shui ji dian hua xue chu neng qi jian reng cun zai jiao duo de ying yong que xian ,ru dian ji cai liao zhi bei fan suo ,qi jian zheng ti xing neng jiao cha ,dian ji jie gou wen ding xing jiao di deng 。yin ci ,ben lun wen cong yi shang ji dian wen ti ru shou ,kai zhan le yi xia san fang mian de yan jiu ,dui shui ji dian jie ye chu neng qi jian de gong neng hua yi ji xiang guan dian ji cai liao de zhi bei fang fa he tiao jian jin hang le tan suo ,lun wen nei rong zhu yao bao gua yi xia san fang mian (1)wo men shou xian she ji zhi bei le ju you ji cheng shi dian ji jie gou de shui ji xin li zi dian chi 。yi shi yan shi chang yong de ding xing lv zhi wei ji de cai liao ,tong guo qian wei su na mi qian wei dui ji jin hang fu ge gai xing ,shi ji cheng wei yi ge jian ju li xue zhi cheng he dian chi ge mo gong neng de ji de ,sui hou wo men zai gai ji de shang cai yong jian chan you xiao de tu fu gan zao fang shi ,shi de dan mo na mi pian tong guo fan de hua li yu gai ji de jie ge wei yi ti ,jie xia lai tong guo fen bu dian chen ji fa jiang zheng ji (ju ben an )he fu ji (jin shu xin )huo xing wu zhi fen bie chen ji zai gai gong neng ji de liang ce de dan mo na mi pian ji liu ceng shang ,cong er de dao yi ge ji cheng shi de rou xing shui ji xin li zi dian chi ,gai dian chi zai dian hua xue xing neng ce shi zhong bu jin ju bei jiao gao de neng liang mi du he gong lv mi du ,tong shi you yu du te de jie gou she ji er ju bei le liang hao de rou xing ,ke yi zai bu tong de ji xie bian xing zhuang tai xia bao chi ji dian hua xue xing neng 。(2)zhen dui mu qian da bu fen jin shu liu hua wu ji fei dui chen chao ji dian rong qi de dian ji cai liao zhi bei fan suo ,qi jian zheng ti xing neng bu gou tu chu de wen ti ,wo men yi tan bu zuo wei ji ti cai liao ,fen bie cai yong yuan wei liu hua fa he dian hua xue huo hua fa ,zhi bei le Ni3S2ji ji cheng shi zheng ji he yi ti hua tan bu fu ji ,bing jiang er zhe zu zhuang wei fei dui chen chao ji dian rong qi jin hang le yi ji lie dian hua xue ce shi ,you yu zheng ge dian ji cai liao zhong bu cun zai nian jie ji he dao dian ji deng fu jia cai liao ,bing ju ju you liang hao de dian ji jie gou ,yin ci zu zhuang de fei dui chen chao ji dian rong qi bu jin ju bei hen hao de bei lv xing neng he xun huan xing neng ,er ju zheng ge zhi bei guo cheng jiao wei jian bian yi hang ,cheng ben jiao di ,ju bei shi ji sheng chan ying yong de qian li 。(3)yi lai yuan feng fu jia ge di lian de gao jin xiao mai fen wei yuan liao ,tong guo chuang xin xing de cai yong gao wen tan hua yu hou ji dian hua xue huo hua chu li xiang jie ge de fang fa zhi bei le ke yong yu chao ji dian rong qi huo xing wu zhi de tan cai liao 。bu tong yu chan chun dian fen de tan hua ,you yu gao jin xiao mai fen zhong dan bai zhi da fen zi zai tan hua guo cheng zhong qi dao le di gao cai liao dan mo hua cheng du ,wei yang pin di gong li xue jiang du deng zuo yong ,shi de tan hua hou de yang pin neng gou bao chi chu shi xing zhuang bing ke yong yu jin yi bu de dian hua xue huo hua chu li ,zui zhong zhi bei de dao de tan cai liao dian hua xue xing neng chu se ,zai 1M H2SO4dian jie ye zhong ,1A/gde dian liu mi du xia ju you 361F/gde zhi liang bi rong liang 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东华理工大学的刘鹏飞,发表于刊物东华理工大学2019-10-31论文,是一篇关于水系电解液论文,锌离子电池论文,超级电容器论文,电极结构论文,东华理工大学2019-10-31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,资料来自东华理工大学2019-10-31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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