社會(huì)的快速發(fā)展引起的能源短缺已經(jīng)成為日益凸顯的社會(huì)問(wèn)題,目前包括太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的開(kāi)發(fā)已經(jīng)逐漸成熟。開(kāi)發(fā)出高效、安全的儲(chǔ)能系統(tǒng)正逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。然而,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用的鋰離子電池存在高成本和安全性問(wèn)題。水系鋅離子電池是最有希望替代鋰離子電池的儲(chǔ)能器件之一,在其正極材料中,錳基材料成本低、無(wú)毒、對(duì)環(huán)境友好,備受關(guān)注。但是,錳基氧化物也存在本征電導(dǎo)率低、錳離子在水系電解液中會(huì)連續(xù)溶解、鋅離子在脫嵌過(guò)程中會(huì)造成錳氧化物體積膨脹甚至結(jié)構(gòu)坍塌等問(wèn)題,錳基納米材料在水系鋅離子電池中的應(yīng)用仍然受到限制。為此,研究者進(jìn)行了廣泛的研究并提出了一系列解決策略,包括與其它導(dǎo)電材料復(fù)合、構(gòu)筑多維納米結(jié)構(gòu)、引入缺陷、調(diào)整層間距以及優(yōu)化電解液等。錳基氧化物與導(dǎo)電碳材料復(fù)合,可以提高錳基氧化物電極的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性,從而提高水系鋅離子電池電化學(xué)性能。由于碳納米管、石墨烯、碳纖維等價(jià)格都比較昂貴,將這些材料與錳氧化物復(fù)合制作電極,會(huì)大大增加水系鋅離子電池的成本。而乙炔黑是一種價(jià)格非常低廉、導(dǎo)電性?xún)?yōu)異的碳材料,將其與MnO2復(fù)合來(lái)改善MnO2電極的導(dǎo)電性則可以降低電池成本。另外,在錳基氧化物結(jié)構(gòu)中引入缺陷...

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 水系離子電池概述
        1.2.1 水系離子電池的發(fā)展
        1.2.2 水系鋅離子電池的基本結(jié)構(gòu)
        1.2.3 水系鋅離子電池的基本原理
        1.2.4 水系鋅離子電池研究進(jìn)展概述
    1.3 水系鋅離子電池錳基氧化物正極材料概述
        1.3.1 二氧化錳晶體結(jié)構(gòu)及其儲(chǔ)能原理簡(jiǎn)介
        1.3.2 二氧化錳納米材料的制備方法
        1.3.3 錳基氧化物正極材料研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題選題依據(jù)及主要研究?jī)?nèi)容
第二章 MnO₂/a-C復(fù)合納米材料制備及其水系鋅離子電池性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 試劑與儀器
        2.2.2 MnO₂/a-C復(fù)合納米材料的制備
        2.2.3 正極的制備和電池的組裝
        2.2.4 表征儀器與測(cè)試方法
    2.3 結(jié)果分析與討論
        2.3.1 電極材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 水系鋅離子電池的電化學(xué)性能分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 MnO₂納米材料的摻雜及其水系鋅離子電池性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 試劑與儀器
        3.2.2 元素?fù)诫sMnO₂納米材料的制備
        3.2.3 正極的制備和電池的組裝
        3.2.4 表征儀器與測(cè)試方法
    3.3 結(jié)果分析與討論
        3.3.1 不同元素?fù)诫s的MnO₂正極材料
        3.3.2 Cu摻雜的MnO₂正極材料
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：4037559