NbN/C基复合材料在电化学储能方面的研究
发布时间：2021-01-14 17:57
锂离子混合电容器作为一种新型的储能设备,集合了双电层电容器和锂离子电池两者的储能优势,被认为是一种具有广泛应用前景的储能器件并且得到了广泛的探索与研究。但是,由于正负极储能机制的不同,所以正负极材料的匹配成为制约其发展的关键因素。炭基材料作为一种优异的双电层材料已经被认可作为混合电容器正极使用,因此目前研究的热点主要集中在锂离子混合电容器负极材料的研究上。基于此,本论文的研究工作从具有赝电容特性的氮化铌材料入手,通过溶液浸渍法与分层抽滤的方法合成制备出氮化铌/石墨烯和氮化铌/多壁碳纳米管两种复合物,分别测试了其锂电性能。并将其应用于锂离子混合电容器负极,得到的混合电容器展现出优良的倍率性能和循环稳定性。主要的工作内容分为以下方面:一、我们以抽滤得到的氧化石墨烯纸为模板,利用溶液浸渍法合成制备出了层层堆叠结构的氮化铌/石墨烯复合膜,得到的这种自支撑结构的复合膜直接裁片应用于锂离子电池负极,展现出了优良的电化学性能:在0.1A g-1的电流密度下,比容量高达450m Ah g-1,同时保持了良好的倍率特性,当电流密度增加到10A g-1...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国一次能源消耗变化及2015年能源消耗结构
插入式赝电容反应中，b 值的大小往往是介于 0.5~1 之间。这种情况下反应受上面两种机制共同作用。为了区分两者的占比，B. Dun[14]和 Conw将电流进一步表示成表面电容电流（k1v）和扩散控制的电池电流（k2v1:i(V)=k1v+k2v1/2（1.5）方程式（1.5）进一步变形成式子（1.6）可以直接用于求算 k1、k2值。k2代入到式（1.5）可以得到电容型和电池型电流[4, 16]。（1.6）插入型赝电容是一类比较常见的电池反应类型，近年来受到了广泛的研研究比较多的也是最典型的材料有 Nb2O5[17-19]，MoO3[20, 21]，金属层间Mxene)[22]等。121212i(V)vkkv=+
其安全性好得到了广泛应用，但是并不意味着它是完美的，它也存并且一次充电可使用时间短的问题[29-31]。早在 1980 年，科学家们新的电池系统，该电池以其他嵌锂材料来取代了金属锂作为电池负有锂离子在正负极之间传递来实现电池的充放电，这种特殊的储能摇椅式电池”[32]，这种“摇椅式电池”由于避免了使用锂金属从而安全性，因此得到了大量的应用。最早将其实现商业化的是日本索尼命名为“锂离子电池”。自此，锂离子电池的概念被大家广泛接受锂离子电池的反应机理面以钴酸锂/碳锂离子电池为例说明锂离子电池充放电机理（如图 过程中实际上主要是锂离子在正负极材料中嵌入脱出的过程。锂离数目用 x 表示（其数值的大小反映了电池反应程度的大小），为了反应过程，以 x=0.5 为例；则在充电过程中，正极发生氧化（脱锂）2 0.5 21 1e2 2LiCoO Li Li CoO+ → + +
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015年中国能源生产与消费现状[J]. 周庆凡. 石油与天然气地质. 2016(04)
[2]流化床化学气相沉积法制备CNT/Fe-Ni/TiO2及其光催化性能研究[J]. 马磊,陈爱平,陆金东,何洪波,李春忠. 无机材料学报. 2012(01)
[3]有机电解液MnO2/AC混合电容器的研究[J]. 于立娟,杨萍,张宝宏. 电子元件与材料. 2007(02)
[4]电化学混合电容器[J]. 邓梅根,汪斌华,胡永达,杨邦朝. 电池. 2004(04)
本文编号：2977275
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国一次能源消耗变化及2015年能源消耗结构
插入式赝电容反应中，b 值的大小往往是介于 0.5~1 之间。这种情况下反应受上面两种机制共同作用。为了区分两者的占比，B. Dun[14]和 Conw将电流进一步表示成表面电容电流（k1v）和扩散控制的电池电流（k2v1:i(V)=k1v+k2v1/2（1.5）方程式（1.5）进一步变形成式子（1.6）可以直接用于求算 k1、k2值。k2代入到式（1.5）可以得到电容型和电池型电流[4, 16]。（1.6）插入型赝电容是一类比较常见的电池反应类型，近年来受到了广泛的研研究比较多的也是最典型的材料有 Nb2O5[17-19]，MoO3[20, 21]，金属层间Mxene)[22]等。121212i(V)vkkv=+
其安全性好得到了广泛应用，但是并不意味着它是完美的，它也存并且一次充电可使用时间短的问题[29-31]。早在 1980 年，科学家们新的电池系统，该电池以其他嵌锂材料来取代了金属锂作为电池负有锂离子在正负极之间传递来实现电池的充放电，这种特殊的储能摇椅式电池”[32]，这种“摇椅式电池”由于避免了使用锂金属从而安全性，因此得到了大量的应用。最早将其实现商业化的是日本索尼命名为“锂离子电池”。自此，锂离子电池的概念被大家广泛接受锂离子电池的反应机理面以钴酸锂/碳锂离子电池为例说明锂离子电池充放电机理（如图 过程中实际上主要是锂离子在正负极材料中嵌入脱出的过程。锂离数目用 x 表示（其数值的大小反映了电池反应程度的大小），为了反应过程，以 x=0.5 为例；则在充电过程中，正极发生氧化（脱锂）2 0.5 21 1e2 2LiCoO Li Li CoO+ → + +
【参考文献】：
期刊论文
[1]2015年中国能源生产与消费现状[J]. 周庆凡. 石油与天然气地质. 2016(04)
[2]流化床化学气相沉积法制备CNT/Fe-Ni/TiO2及其光催化性能研究[J]. 马磊,陈爱平,陆金东,何洪波,李春忠. 无机材料学报. 2012(01)
[3]有机电解液MnO2/AC混合电容器的研究[J]. 于立娟,杨萍,张宝宏. 电子元件与材料. 2007(02)
[4]电化学混合电容器[J]. 邓梅根,汪斌华,胡永达,杨邦朝. 电池. 2004(04)
本文编号：2977275
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