单细胞生物吸收复合金属盐的储能材料及其机理研究
发布时间：2021-04-18 10:49
在能源日趋紧张的现代社会,传统的化石能源,比如石油、煤、天然气等的开发利用不但带来了环境污染问题,而且它们不可再生并呈枯竭之态。因此就需要科研人员寻找或开发出新的,比如风能、太阳能等能源。与此同时,人们对能源的有效利用和存储也日益紧迫,而锂离子电池由于其高能量密度、高容量、轻质、无记忆性等特点,超级电容器因为其高功率密度、长循环寿命、高效能量转换等优势脱颖而出。以锂离子电池或超级电容器为动力的设备、机械电子产品如:新能源汽车、电动自行车等电动产品;笔记本电脑、手机等电子产品;手环、可充电衣服等可穿戴日用品均需要这些储能材料。基于高性能储能材料需求的美好前景和实际应用当中存在的问题,作者利用现代纳米技术和生物技术,分别展开了锂离子电池和超级电容器的相关研究。1.在论文第2章中,针对锂离子电池在应用中的稳定性和倍率性能存在需要进一步改善的情况,本章中创造性地采用细菌原位吸收并完美包覆Mn金属阳离子的方式,结合新兴的可穿戴电子设备对电池柔性的需求,制备出柔性Mn2P2O7–C@RGO膜电池材料。通过电池性能测试,发现由此材料制...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
商业上锂离子电池正负极材料的结构模型及主要发明人和发明时间[7]
博士学位论文7超级电容器原理图如下图：图 1.3 超级电容器图1.3.1 超级电容器原理因为插入电解液中的导电电极板表面会与电解液面形成过剩电荷，从而会出现电位差。基于此，著名物理学德国的亥姆霍兹教授于 1879 年提出了界面双电层理论，在此基础上形成了一种全新概念的电容器。当在电极板上分别通上正负电，正极板则存储正电荷，吸引电解液中的负离子，而负极板则存储负电荷，吸引电解液中的正离子，这样电解液中的正负离子被分离开，从而形成了两个电容性能量存储层，这个电荷存储层即双电层。超级电容器类似于两块多孔电极板浸在电解液中，同时这两块多孔电极板正常工作时不会与电解液发生反应。放电时通过外部电路将电荷进行释放，充放电纯粹为物理现象。超级电容器的储能过程是可逆的，它能够进行反复充放电，次数多达数十万次。作为超级电容器，工作中双电层中电荷层之间的距离远远小于普通电容器，相比而言超级电容器容量远高于普通电容器，它是介于普通电容和电池之间的一种新型能源材料。1.3.2 超级电容器技术特性1. 超级电容器的功率密度非常高，它的功率密度将近电池的 5 到 10 倍多。2. 超级电容器循环寿命长，它的充放电次数可达几万次以上，而普通电池的循环次数相对超级电容器较短。3. 超级电容器充电速度极快，它可以仅仅充电几分钟即接近额定容量。而普通电池如果快速大电流充电则有可能会损害电池，导致电池失效。
图 2.1 生长机制和计算图(a)枯草芽孢杆菌从吸收 Mn2+到形成 Mn2P2O7–C@RGO 膜的过程示意图，(b)枯草芽孢杆菌吸收 Mn2+示意图，(c) Li+离子插入 Mn2P2O7示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性电池的最新研究进展[J]. 史菁菁,郭星,陈人杰,吴锋. 化学进展. 2016(04)
[2]锂离子电池基础科学问题（XV）——总结和展望[J]. 李泓. 储能科学与技术. 2015(03)
[3]电纺丝技术及其应用[J]. 杨颖,贾志东,李强,关志成. 高电压技术. 2006(11)
[4]静电纺丝技术及其应用[J]. 师奇松,于建香,顾克壮,马春宝,刘太奇. 化学世界. 2005(05)
本文编号：3145346
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
商业上锂离子电池正负极材料的结构模型及主要发明人和发明时间[7]
博士学位论文7超级电容器原理图如下图：图 1.3 超级电容器图1.3.1 超级电容器原理因为插入电解液中的导电电极板表面会与电解液面形成过剩电荷，从而会出现电位差。基于此，著名物理学德国的亥姆霍兹教授于 1879 年提出了界面双电层理论，在此基础上形成了一种全新概念的电容器。当在电极板上分别通上正负电，正极板则存储正电荷，吸引电解液中的负离子，而负极板则存储负电荷，吸引电解液中的正离子，这样电解液中的正负离子被分离开，从而形成了两个电容性能量存储层，这个电荷存储层即双电层。超级电容器类似于两块多孔电极板浸在电解液中，同时这两块多孔电极板正常工作时不会与电解液发生反应。放电时通过外部电路将电荷进行释放，充放电纯粹为物理现象。超级电容器的储能过程是可逆的，它能够进行反复充放电，次数多达数十万次。作为超级电容器，工作中双电层中电荷层之间的距离远远小于普通电容器，相比而言超级电容器容量远高于普通电容器，它是介于普通电容和电池之间的一种新型能源材料。1.3.2 超级电容器技术特性1. 超级电容器的功率密度非常高，它的功率密度将近电池的 5 到 10 倍多。2. 超级电容器循环寿命长，它的充放电次数可达几万次以上，而普通电池的循环次数相对超级电容器较短。3. 超级电容器充电速度极快，它可以仅仅充电几分钟即接近额定容量。而普通电池如果快速大电流充电则有可能会损害电池，导致电池失效。
图 2.1 生长机制和计算图(a)枯草芽孢杆菌从吸收 Mn2+到形成 Mn2P2O7–C@RGO 膜的过程示意图，(b)枯草芽孢杆菌吸收 Mn2+示意图，(c) Li+离子插入 Mn2P2O7示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性电池的最新研究进展[J]. 史菁菁,郭星,陈人杰,吴锋. 化学进展. 2016(04)
[2]锂离子电池基础科学问题（XV）——总结和展望[J]. 李泓. 储能科学与技术. 2015(03)
[3]电纺丝技术及其应用[J]. 杨颖,贾志东,李强,关志成. 高电压技术. 2006(11)
[4]静电纺丝技术及其应用[J]. 师奇松,于建香,顾克壮,马春宝,刘太奇. 化学世界. 2005(05)
本文编号：3145346
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3145346.html
