本文主要研究内容
作者王思哲（2019）在《钒基纳米复合电极材料的制备及其电化学储能研究》一文中研究指出：面对能源存储中对高能量密度、低成本和高安全性需求的不断增加,目前需要发展锂硫电池和钠离子电池这两种新型的二次电池来替代传统的锂离子电池。锂硫电池具有高于传统锂离电池10倍以上的超高的理论比容量1672mAh g-1和高于传统锂离电池5倍以上的超高的理论能量密度2567kW kg-1。同时,硫元素具有绿色可降解和低成本储量丰富的特点,可以很好的满足可持续能源发展的需求。与锂硫电池相似,钠离子电池不仅具有与传统锂离子电池可比拟的能量密度,而且具有低成本和环境友好的优势,在智能电网等大规模能源存储设备的应用中具有巨大的潜力。然而,为了发展这两种二次电池,仍然需要解决锂硫电池中硫低电导率和多硫化物穿梭效益以及钠离子电池嵌钠/脱钠过程中体积膨胀率和电极结构稳定性差而导致这两种电池能力密度低和循环寿命短的问题。鉴于此,独特均一的纳米尺度的钒基（次铁钒矿相二氧化钒和四硫化钒）-碳材料（碳纳米管或石墨烯）复合电极材料通过结合先进制备途径（包括原子层沉积技术、化学气相沉积技术、水热法等）被制备。由于多尺度复合材料的高导电性和钒基化合物本征的高电化学活性,复合电极材料具有高比容量和稳定长循环的优异电化学表现。论文具体内容如下:（1）报道了一种三维自支撑次铁钒矿相二氧化钒（VO2（P））纳米球均匀分布在氮掺杂碳纳米管阵列表面的复合结构锂硫电池电极。在这种复合电极结构中,VO2（P）作为一种催化剂利用表面的强吸附性将多硫化物固定,并催化其转换为硫代硫化物。之后,硫代硫化物作为中间介质将长链多硫化物连接起来转化为不可溶的短链硫化锂和束缚在表面的连多硫酸盐复合物。通过这种催化转化过程,VO2（P）锂硫电池复合电极具有良好的电化学性能:在0.2C电流下?1200mAh?g-1的高可逆比容量,在2C电流下循环500圈后仍有大约67%循环保持率稳定的长循环性能,以及硫负载量为9.6mg?cm-2时初始面积比容量达10.2mAh?cm-2,并且稳定循环超过200圈的高负载量下的稳定循环能力,综合结果表明该复合电极在锂硫电池应用中的潜力（2）报道了一种四硫化钒复合碳纳米管的自支撑锂硫电池电极材料,在这种结构中,碳纳米管阵列提供了大的比表面积和高导电性去承载更多的硫活性物质,同时四硫化钒可以有效吸附并催化转化多硫化物。通过这二者的协同作用,这种复合电极表现出出色的电化学性能,包括高达6C的倍率能力,可在2 C电流下循环1200圈,且容量衰减率仅为0.037%的稳定的长循环性能。而且,这种复合电极在高负载量下具有高的面积比容量13.0mAh?cm-2,估算电池能量密度可达243.4Wh kg-1,综合结果表明该复合电极在锂硫电池实际应用的巨大潜力。（3）通过控制前驱体氧化石墨烯摸板的浓度可以可控合成具有均一立方体形貌的四硫化钒纳米颗粒复合石墨烯作为钠离子电池电极材料。四硫化钒具有独特的平行排列的一维链状结构,这种结构可以提供高达5.83?的插层间距和相应的高理论比容量,在钠离子电池中具有巨大潜力。该电极在酯类电解液中电池具有良好的电化学性能,包括?580mAh?g-1在0.1A?g-1电流下50圈的高可逆比容量,在高达20A?g-1电流下仍具有123mAh?g-1比容量的良好的倍率特性,在0.5A?g-1电流下循环300圈具有高的容量保持率98%的稳定的长循环性能。并且对比研究了四硫化钒复合电极在醚类电解液和酯类电解液下的钠离子存储机理。综合结果表明这种复合电极材料在钠离子电池应用中具有很大潜力。
Abstract
mian dui neng yuan cun chu zhong dui gao neng liang mi du 、di cheng ben he gao an quan xing xu qiu de bu duan zeng jia ,mu qian xu yao fa zhan li liu dian chi he na li zi dian chi zhe liang chong xin xing de er ci dian chi lai ti dai chuan tong de li li zi dian chi 。li liu dian chi ju you gao yu chuan tong li li dian chi 10bei yi shang de chao gao de li lun bi rong liang 1672mAh g-1he gao yu chuan tong li li dian chi 5bei yi shang de chao gao de li lun neng liang mi du 2567kW kg-1。tong shi ,liu yuan su ju you lu se ke jiang jie he di cheng ben chu liang feng fu de te dian ,ke yi hen hao de man zu ke chi xu neng yuan fa zhan de xu qiu 。yu li liu dian chi xiang shi ,na li zi dian chi bu jin ju you yu chuan tong li li zi dian chi ke bi ni de neng liang mi du ,er ju ju you di cheng ben he huan jing you hao de you shi ,zai zhi neng dian wang deng da gui mo neng yuan cun chu she bei de ying yong zhong ju you ju da de qian li 。ran er ,wei le fa zhan zhe liang chong er ci dian chi ,reng ran xu yao jie jue li liu dian chi zhong liu di dian dao lv he duo liu hua wu chuan suo xiao yi yi ji na li zi dian chi qian na /tuo na guo cheng zhong ti ji peng zhang lv he dian ji jie gou wen ding xing cha er dao zhi zhe liang chong dian chi neng li mi du di he xun huan shou ming duan de wen ti 。jian yu ci ,du te jun yi de na mi che du de fan ji （ci tie fan kuang xiang er yang hua fan he si liu hua fan ）-tan cai liao （tan na mi guan huo dan mo xi ）fu ge dian ji cai liao tong guo jie ge xian jin zhi bei tu jing （bao gua yuan zi ceng chen ji ji shu 、hua xue qi xiang chen ji ji shu 、shui re fa deng ）bei zhi bei 。you yu duo che du fu ge cai liao de gao dao dian xing he fan ji hua ge wu ben zheng de gao dian hua xue huo xing ,fu ge dian ji cai liao ju you gao bi rong liang he wen ding chang xun huan de you yi dian hua xue biao xian 。lun wen ju ti nei rong ru xia :（1）bao dao le yi chong san wei zi zhi cheng ci tie fan kuang xiang er yang hua fan （VO2（P））na mi qiu jun yun fen bu zai dan can za tan na mi guan zhen lie biao mian de fu ge jie gou li liu dian chi dian ji 。zai zhe chong fu ge dian ji jie gou zhong ,VO2（P）zuo wei yi chong cui hua ji li yong biao mian de jiang xi fu xing jiang duo liu hua wu gu ding ,bing cui hua ji zhuai huan wei liu dai liu hua wu 。zhi hou ,liu dai liu hua wu zuo wei zhong jian jie zhi jiang chang lian duo liu hua wu lian jie qi lai zhuai hua wei bu ke rong de duan lian liu hua li he shu fu zai biao mian de lian duo liu suan yan fu ge wu 。tong guo zhe chong cui hua zhuai hua guo cheng ,VO2（P）li liu dian chi fu ge dian ji ju you liang hao de dian hua xue xing neng :zai 0.2Cdian liu xia ?1200mAh?g-1de gao ke ni bi rong liang ,zai 2Cdian liu xia xun huan 500juan hou reng you da yao 67%xun huan bao chi lv wen ding de chang xun huan xing neng ,yi ji liu fu zai liang wei 9.6mg?cm-2shi chu shi mian ji bi rong liang da 10.2mAh?cm-2,bing ju wen ding xun huan chao guo 200juan de gao fu zai liang xia de wen ding xun huan neng li ,zeng ge jie guo biao ming gai fu ge dian ji zai li liu dian chi ying yong zhong de qian li （2）bao dao le yi chong si liu hua fan fu ge tan na mi guan de zi zhi cheng li liu dian chi dian ji cai liao ,zai zhe chong jie gou zhong ,tan na mi guan zhen lie di gong le da de bi biao mian ji he gao dao dian xing qu cheng zai geng duo de liu huo xing wu zhi ,tong shi si liu hua fan ke yi you xiao xi fu bing cui hua zhuai hua duo liu hua wu 。tong guo zhe er zhe de xie tong zuo yong ,zhe chong fu ge dian ji biao xian chu chu se de dian hua xue xing neng ,bao gua gao da 6Cde bei lv neng li ,ke zai 2 Cdian liu xia xun huan 1200juan ,ju rong liang cui jian lv jin wei 0.037%de wen ding de chang xun huan xing neng 。er ju ,zhe chong fu ge dian ji zai gao fu zai liang xia ju you gao de mian ji bi rong liang 13.0mAh?cm-2,gu suan dian chi neng liang mi du ke da 243.4Wh kg-1,zeng ge jie guo biao ming gai fu ge dian ji zai li liu dian chi shi ji ying yong de ju da qian li 。（3）tong guo kong zhi qian qu ti yang hua dan mo xi mo ban de nong du ke yi ke kong ge cheng ju you jun yi li fang ti xing mao de si liu hua fan na mi ke li fu ge dan mo xi zuo wei na li zi dian chi dian ji cai liao 。si liu hua fan ju you du te de ping hang pai lie de yi wei lian zhuang jie gou ,zhe chong jie gou ke yi di gong gao da 5.83?de cha ceng jian ju he xiang ying de gao li lun bi rong liang ,zai na li zi dian chi zhong ju you ju da qian li 。gai dian ji zai zhi lei dian jie ye zhong dian chi ju you liang hao de dian hua xue xing neng ,bao gua ?580mAh?g-1zai 0.1A?g-1dian liu xia 50juan de gao ke ni bi rong liang ,zai gao da 20A?g-1dian liu xia reng ju you 123mAh?g-1bi rong liang de liang hao de bei lv te xing ,zai 0.5A?g-1dian liu xia xun huan 300juan ju you gao de rong liang bao chi lv 98%de wen ding de chang xun huan xing neng 。bing ju dui bi yan jiu le si liu hua fan fu ge dian ji zai mi lei dian jie ye he zhi lei dian jie ye xia de na li zi cun chu ji li 。zeng ge jie guo biao ming zhe chong fu ge dian ji cai liao zai na li zi dian chi ying yong zhong ju you hen da qian li 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自电子科技大学的王思哲，发表于刊物电子科技大学2019-07-17论文，是一篇关于钒基材料论文,锂硫电池论文,钠离子电池论文,电子科技大学2019-07-17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，资料来自电子科技大学2019-07-17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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