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(fēng)電,光伏等可再生能源大規(guī)模應(yīng)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(xué)電容器作為電化學(xué)儲能設(shè)備的兩種主要形式是當(dāng)下研究的熱點。離子電池通過離子在正負(fù)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(xué)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(xué)電容器具有低比能量高比功率的特點。受限于儲能機(jī)理,單一的電化學(xué)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(xué)儲能器件的比功率和比能量并以此作為主題來進(jìn)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(xué)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?fù)诫s這兩種優(yōu)化手段研究其對鋰離子...

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學(xué)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(yīng)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(dá)到的要求。??１．２．２鋰離子電池的儲能機(jī)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(xué)儲能機(jī)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(dǎo)致了?ＬｉＭｍ〇４發(fā)生快速??的容量衰減，所以對于ＬｉＭｎ２０４的應(yīng)用通常會限定一個電壓范圍［９？。此外，當(dāng)電解液??為含有少量ＨＦ的ＬｉＰＦ６時，會誘發(fā)Ｍｎ的歧化反應(yīng)，即如式（１－６）所示，這一反....

本文編號：3974857