隨著人們對(duì)高能量、長(zhǎng)壽命、微型化儲(chǔ)能器件的迫切需求,具有長(zhǎng)效循環(huán)和高功率密度的超級(jí)電容器(SCs)和具有高能量密度的鋰硫(Li-S)電池引起了研究者的廣泛關(guān)注。電極材料是儲(chǔ)能器件的核心,決定了儲(chǔ)能器件的性能好壞。過(guò)渡金屬氮化物(TMNs)是一類兼具類金屬高導(dǎo)電性、贗電容性、高密度、類鉑催化特性的電極材料。在眾多的TMNs中,氮化釩(VN)作為一種典型的電極材料被廣泛研究,然而將VN應(yīng)用于SCs和Li-S電池電化學(xué)儲(chǔ)能仍然存在以下問(wèn)題:(1)VN在堿性電解液中才顯示出較大的贗電容,然而在堿性電解液中,TMNs易發(fā)生電化學(xué)氧化溶解,循環(huán)穩(wěn)定性差;(2)雖然VN電容電極材料理論容量高,但是實(shí)際中受限于材料利用率,比容量大多偏低;(3)VN是典型的陶瓷型材料,脆性大、柔性差,不便于構(gòu)建柔性器件;(4)VN能夠通過(guò)催化轉(zhuǎn)換作用和極性強(qiáng)化學(xué)吸附作用限制Li-S電池中的S流失,提高循環(huán)穩(wěn)定性,同時(shí)其類金屬高導(dǎo)電性能夠改善S陰極的倍率性能,VN是一種有潛力的載S材料,但VN在Li-S電池中的應(yīng)用研究報(bào)道較少。本論文圍繞高性能VN電極材料的設(shè)計(jì)及其SCs和Li-S電池的儲(chǔ)能性能研究展開(kāi)工作,主要研究?jī)?nèi)容...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1不同電化學(xué)儲(chǔ)能裝置的功率和能量對(duì)比圖

1緒論言無(wú)疑是推動(dòng)人類進(jìn)步的源泉，煤、石油、天然氣為主的傳統(tǒng)化石的腳步進(jìn)程中起到不可替代的作用，但是此類能源是一次不可再同時(shí)更是一把“雙刃劍”，帶來(lái)如溫室效應(yīng)、霧霾、酸雨、冰川融可再生環(huán)境友好的風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等正在快速發(fā)展以期解決這些能源在使用上明顯受時(shí)間周期和地理位置的限....

圖1.2SCs常見(jiàn)的電極材料[20]

SCs的發(fā)展也面臨著更多的機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)高性能（例性、高比能、超高循環(huán)）的SCs勢(shì)在必行。鋰硫（Li-S）電池是一種新型的能電池，它具有高理論容量（1672mAh/g），低成本和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，Li-S電池超級(jí)電容器外的另一種新型的電化學(xué)儲(chǔ)能器件，同樣受到了研究者的....

圖1.3典型的TMNs：（a）TiN納米管[125]

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文，金屬前驅(qū)物和氮源將發(fā)生氣-固或者氣-氣化學(xué)反應(yīng)形成TMNs�；瘜W(xué)法Ns一類普適性的方法，方法簡(jiǎn)單，易控制，同時(shí)生成的TMNs大多能夠保的外觀形貌，例如前驅(qū)體是納米線，得到的相應(yīng)的TMNs也應(yīng)該是納米線要的是其TMOs....

圖1.4（a）碳包覆TiN的高分辨透射電鏡，（b）碳包覆TiN和純TiN的循環(huán)性能[135]

具體做法為首先在碳布表面通過(guò)水熱的方法生長(zhǎng)氧化鈦陣列，然后后氣中退火得到TiN-碳布復(fù)合物，然后將TiN-碳布復(fù)合物在葡萄糖溶液中再水熱葡萄糖包覆TiN-碳布復(fù)合物的復(fù)合物，最后進(jìn)行碳化得到碳包覆TiN-碳布復(fù)合如圖1.4所示），TiN外層的包覆碳層在電化學(xué)循環(huán)的過(guò)....

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