近年來,隨著人類活動對自然環(huán)境影響的加劇,人類所面臨的環(huán)境和能源問題也日漸凸顯,為了解決這些問題,世界將目光投向了可再生能源。若想使如風電,光伏等可再生能源大規(guī)模應用,高效、安全且廉價的儲能方式則是必不可缺的。離子電池和電化學電容器作為電化學儲能設(shè)備的兩種主要形式是當下研究的熱點。離子電池通過離子在正負極之間的往返嵌入和脫嵌來實現(xiàn)電荷的存儲和釋放,因此,這一類器件具有高比能量低比功率的特性。電化學電容器是在電極/電解液的表面上通過離子快速的吸附來實現(xiàn)電荷的儲存,所以電化學電容器具有低比能量高比功率的特點。受限于儲能機理,單一的電化學儲能器件難以同時實現(xiàn)高比能量和高比功率。因此,本論文將從電極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度出發(fā)平衡電化學儲能器件的比功率和比能量并以此作為主題來進行研究和討論。全文以典型二維層狀鎢酸交聯(lián)聚苯胺(tungstic acid linked pernigraniline縮寫為TALP)材料為主要研究對象,從TALP的結(jié)構(gòu),性能,電荷儲存方式,動力學行為和電極制備等方面展開研究;隨后將層狀V2O5材料作為研究對比對象,采用超重力技術(shù)制備和金屬元素摻雜這兩種優(yōu)化手段研究其對鋰離子...

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１鋰離子電池的工作原理示意圖［４３］??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｆｏｒ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??４??

究有了飛速的發(fā)展，但是其研究方??向也遵循各部分應滿足的需求和特性而展開，表Ｍ列舉了上述四個組成部分所需要??達到的要求。??１．２．２鋰離子電池的儲能機理??鋰離子電池是由兩個電極浸在電解液中，并由隔膜隔開而組成的一個系統(tǒng)。鋰離??子電池的充放電過程本質(zhì)上是鋰離子的嵌入和脫嵌過....

圖１－２不同儲能設(shè)備的Ｒａｇｏｎｅ圖［５１］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｒａｇｏｎｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｄｅｖｉｃｅｓ??

?第一章緒論???如何在不犧牲高功率密度的前提下提高其能量密度不僅是該領(lǐng)域研宄的熱點，也是一??項挑戰(zhàn)??

圖１－４電化學儲能機理的區(qū)域劃分示意圖［５４】??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

ｕｄｏｃａｐａｃｉｔｏｒｓ?ＥＤＬＣｓ??Ｓｌｏｗ?ｌｏｔｅｒｃｊｉＪＵｉｌｌ０？＾?、?￡Ｔ＼?Ｊ?ＦＭ＂Ｂｔ？ｒｅａｌ＊ｔｉｏａ?＋??Ｈｒ?Ｓ－：ｌ??ｅ?，??＾?Ｓｔｏｗ?Ｄｅ－ｌａｔ？ｒｃａｉａｌｌｅｎ＾?＾?＾?＾?Ｆ？ｓｌ?Ｄｅ－ｉｏｔｅｒｃｔｔｋｔｉｏｉ）＾??....

圖１－７尖晶石ＬｉＭ２０４晶體結(jié)構(gòu)的示意圖（框架：過渡金屬離子，球狀：鋰離子）??Ｆｉｇ，?１－７?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｐｉｎｅｌ?ＬｉＭ２〇４?（ｆｒａｍｅ：?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｍｅｔａｌ?ｉｏｎｓ，?ｂａｌｌ：?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎｓ）??

４從立方結(jié)構(gòu)??到四方晶體結(jié)構(gòu)的相變，即著名的Ｊａｈｎ－Ｔｅｌｌｅｒ畸變，也因此導致了?ＬｉＭｍ〇４發(fā)生快速??的容量衰減，所以對于ＬｉＭｎ２０４的應用通常會限定一個電壓范圍［９？。此外，當電解液??為含有少量ＨＦ的ＬｉＰＦ６時，會誘發(fā)Ｍｎ的歧化反應，即如式（１－６）所示，這一反....

本文編號：3974857