水系鋅離子電池作為一種環(huán)境友好、低成本、高安全性和極具潛力的新型大規(guī)模儲能系統(tǒng)在近些年受到越來越多的關(guān)注,尤其是在柔性可穿戴電子產(chǎn)品研究中,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的鋰離子電池在使用過程中無法滿足機(jī)械應(yīng)力和變形引起的安全性高要求。釩基材料作為一種有潛力的水系鋅離子電池正極材料,但導(dǎo)電性差和晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等問題仍需要去克服。因此,本論文一方面通過水熱法對V2O5進(jìn)行銀離子摻雜改性,另一方面通過溶劑熱法對FeVO4·nH2O進(jìn)行石墨烯包覆改性。具體研究內(nèi)容包括以下兩部分:（1）采用簡單的水熱法制備了銀離子摻雜的V2O5,通過XRD,XPS,紅外光譜/拉曼光譜,掃描/透射電鏡等表征,表明銀離子摻雜之后V2O5納米棒從層狀晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)锳g0.33V2O5三維隧道結(jié)構(gòu)。以純V2O5和Ag0.33V2O5兩種釩基材料為正極材料進(jìn)行電化學(xué)性能測試,在0.5 A g-1電流密度下循環(huán)100次后,Ag0.33V2O5的可逆容量（125 mAh g-1）高于純V2O5（99mAh g-1）;在倍率性能方面,Ag0.33V2O5（2 Ag-1:91 mAh g-1）也優(yōu)于 V2O5（2 Ag-1:28 mAh g-1）。... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

使用金屬離子嵌入陰極和陽極的電池結(jié)構(gòu)示意圖，（b）鋅離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖[19]

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4（3）金屬鋅有較好沉積/溶解特性，相對于堿性電解液，在一定程度可減少鋅枝晶或其它副產(chǎn)物的形成。（4）高體積能量密度（5851mAhcm-3），高理論比容量（819mAhg-1）。（5）相對于鋰、鈉離子電池的有機(jī)電解液，水系電解液的離子電導(dǎo)率(≈1Scm1)高于有機(jī)電解液(≈10-2–103Scm1)兩個(gè)數(shù)量級[44]。（6）金屬鋅儲量豐富，導(dǎo)電率高(5.91μcm)。表2幾種電荷載體離子的比較[36]。Table2ComparisonofseveralchargecarrierionsChargecarrierElectrodepotentialvs.SHE(V)Ionicradii()Li+3.040.76Na+2.711.02K+2.931.38Mg2+2.370.72Ca2+2.871.00Zn2+0.760.74Al3+1.660.535圖2（a）鋅離子電池和其它儲能器件的Ragone圖，(b)鋅和其他金屬的比能量及在水中的穩(wěn)定性[45]。Figure2(a)Ragonediagramofzincionbatteryandotherenergystoragedevices,(b)Specificenergyofzincandothermetalsandstabilityinwater.

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖3鋅負(fù)極在堿性電解液和新型電解液中的沉積/溶解示意圖。Figure3Schematicdiagramofdeposition/dissolutionofzincanodeinalkalineelectrolyteandnovelneutralelectrolyte.1.3.2水系鋅離子電池的正極、負(fù)極、電解液的簡介根據(jù)Chen等[35]、Fang等[46]、Ming等[40]以及Aishuak等[36]對水系鋅離子電池近年來發(fā)展?fàn)顩r的綜述，如圖4所示，正極材料主要包括（1）釩基材料；（2）錳基材料；（3）普魯士藍(lán)衍生物；（4）有機(jī)物；（5）其它特殊材料。負(fù)極材料除了高純度的金屬鋅之外，還有其他新型負(fù)極材料（如：Zn@rGO、Zn@TiO2和Zn@GF）。電解液使用較多的主要包括Zn(CH3COO)2、ZnSO4、Zn(TFSI)2和Zn(CF3SO3)2等含鋅離子的中性或弱酸性鹽溶液，在這幾種電解液中，后兩者由于相對原子質(zhì)量大的TFSI-和CF3SO3-陰離子能夠減少Zn2+周圍的水分子數(shù)量并降低溶劑化效應(yīng)和促進(jìn)Zn2+的運(yùn)輸和電荷轉(zhuǎn)移[47-48]，這有利于提高水系鋅離子電池的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性，但價(jià)格相對昂貴。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3250089