過去幾十年能源消費的大幅增長推動了世界能源格局的轉(zhuǎn)變。而人們對優(yōu)秀的儲能設(shè)備也有了更多的需求。雖然目前高能量密度鋰離子電池(LIBs)已經(jīng)占領(lǐng)了商用可充電電池的主要市場,但是人們對成本、安全、有限的鋰資源問題的擔(dān)憂日益加劇以及對環(huán)境影響的日益關(guān)注,尋找新的替代電池系統(tǒng)是調(diào)整當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)的必然選擇。為了滿足這種需求,重點是開發(fā)和應(yīng)用新興技術(shù)電池系統(tǒng),探索合適的電極材料是一種行之有效的方法。水基鋅離子電池在目前的研究工作中如果要取得重大突破,仍然面臨著缺乏合適的正極材料在離子的存儲過程中來為其提供優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高容量等問題。具有多電子反應(yīng)性質(zhì)的材料是一類十分有潛力的電極材料,釩基材料由于釩的價態(tài)多變是一類典型的可實現(xiàn)多電子反應(yīng)的材料。隨著先進(jìn)電解質(zhì)的進(jìn)一步發(fā)展和對儲能機理的深入研究,釩氧化物基多價金屬離子電池有望成為新一代電池技術(shù)之一,近年來釩氧化物在水性ZIBs中有了較大的發(fā)展。在本文中我們首先合成了具有不同形貌特征的一維釩氧化物納米材料,并將其用于鋅離子電池正極材料,對他們的電化學(xué)性能進(jìn)行了比較研究。隨后比較了這三種不同類型的釩基正極材料的電化學(xué)性能,認(rèn)為在三種電極材料中Zn

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 水系鋅離子電池簡介
    1.3 水系鋅離子電池正極材料
        1.3.1 錳基氧化物
        1.3.2 普魯士藍(lán)類似物
        1.3.3 聚陰離子化合物
        1.3.4 釩基化合物
    1.4 釩氧化物正極材料
        1.4.1 釩氧化物正極材料
        1.4.2 釩酸鹽正極材料
    1.5 本文的選題意義及研究內(nèi)容
        1.5.1 本文的選題意義
        1.5.2 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗的主要藥品和儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 比表面積測試(BET)
        2.2.5 熱重分析(TG)
    2.3 電極的制備與電化學(xué)表征
        2.3.1 水基鋅離子電池的組裝制備
        2.3.2 材料的電化學(xué)性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 釩氧化物正極材料的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 一維釩氧化物正極材料的制備
        3.2.1 溶膠凝膠法合成V₂O₅納米顆粒
    3.3 一維釩氧化物正極材料的表征
        3.3.1 一維V₂O₅正極材料的XRD測試
        3.3.2 一維V₂O₅正極材料的SEM表征
    3.4 一維釩氧化物正極材料的電化學(xué)表征
        3.4.1 一維V₂O₅正極材料的循環(huán)伏安測試
        3.4.2 一維V₂O₅正極材料的充放電測試
    3.5 一維釩酸鹽Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O正極材料的制備
        3.5.1 水熱法合成Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O納米帶
        3.5.2 Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O正極材料的XRD測試
        3.5.3 Zn₃V₂O₇(OH)₂·2H₂O正極材料的SEM表征
        3.5.4 Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O正極材料的循環(huán)伏安測試
        3.5.5 Zn₃(OH)₂ V₂O₇·2H₂O正極材料的充放電測試
    3.6 一維釩酸鹽正極材料的制備
        3.6.1 溶膠凝膠法合成Zn₂V₂O₇正極材料
        3.6.2 固相法合成Zn₂V₂O₇正極材料
    3.7 一維釩酸鹽正極材料的結(jié)構(gòu)表征
        3.7.1 一維Zn₂V₂O₇ 正極材料的XRD測試
        3.7.2 一維Zn₂V₂O₇ 正極材料的SEM表征
    3.8 一維Zn₂V₂O₇正極材料的電化學(xué)表征
        3.8.1 一維Zn₂V₂O₇正極材料的循環(huán)伏安測試
        3.8.2 一維Zn₂V₂O₇正極材料的充放電測試
    3.9 本章小結(jié)
第4章 釩酸鹽正極材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料的合成
    4.3 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.1 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料的X射線衍射表征(XRD)
        4.3.2 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料的掃描電鏡表征(SEM)
        4.3.3 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料透射電鏡表征(TEM)
        4.3.4 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料的熱重分析(TG)
        4.3.5 多殼空心結(jié)構(gòu)釩酸鹽正極材料的比表面積(BET)
    4.4 多殼空心釩酸鹽正極材料的電化學(xué)性能測試
        4.4.1 測試電極的制備
        4.4.2 材料的循環(huán)伏安測試
        4.4.3 材料的充放電性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3744710