高性能锌离子电池正极材料的制备及其电化学性能研究
发布时间：2023-02-18 09:33
过去几十年能源消费的大幅增长推动了世界能源格局的转变。而人们对优秀的储能设备也有了更多的需求。虽然目前高能量密度锂离子电池(LIBs)已经占领了商用可充电电池的主要市场,但是人们对成本、安全、有限的锂资源问题的担忧日益加剧以及对环境影响的日益关注,寻找新的替代电池系统是调整当前能源结构的必然选择。为了满足这种需求,重点是开发和应用新兴技术电池系统,探索合适的电极材料是一种行之有效的方法。水基锌离子电池在目前的研究工作中如果要取得重大突破,仍然面临着缺乏合适的正极材料在离子的存储过程中来为其提供优异的结构稳定性和高容量等问题。具有多电子反应性质的材料是一类十分有潜力的电极材料,钒基材料由于钒的价态多变是一类典型的可实现多电子反应的材料。随着先进电解质的进一步发展和对储能机理的深入研究,钒氧化物基多价金属离子电池有望成为新一代电池技术之一,近年来钒氧化物在水性ZIBs中有了较大的发展。在本文中我们首先合成了具有不同形貌特征的一维钒氧化物纳米材料,并将其用于锌离子电池正极材料,对他们的电化学性能进行了比较研究。随后比较了这三种不同类型的钒基正极材料的电化学性能,认为在三种电极材料中Zn
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 水系锌离子电池简介
1.3 水系锌离子电池正极材料
1.3.1 锰基氧化物
1.3.2 普鲁士蓝类似物
1.3.3 聚阴离子化合物
1.3.4 钒基化合物
1.4 钒氧化物正极材料
1.4.1 钒氧化物正极材料
1.4.2 钒酸盐正极材料
1.5 本文的选题意义及研究内容
1.5.1 本文的选题意义
1.5.2 本文的主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验的主要药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.2 X射线粉末衍射(XRD)
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
2.2.4 比表面积测试(BET)
2.2.5 热重分析(TG)
2.3 电极的制备与电化学表征
2.3.1 水基锌离子电池的组装制备
2.3.2 材料的电化学性能测试
2.4 本章小结
第3章 钒氧化物正极材料的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 一维钒氧化物正极材料的制备
3.2.1 溶胶凝胶法合成V2O5纳米颗粒
3.3 一维钒氧化物正极材料的表征
3.3.1 一维V2O5正极材料的XRD测试
3.3.2 一维V2O5正极材料的SEM表征
3.4 一维钒氧化物正极材料的电化学表征
3.4.1 一维V2O5正极材料的循环伏安测试
3.4.2 一维V2O5正极材料的充放电测试
3.5 一维钒酸盐Zn3(OH)2V2O7·2H2O正极材料的制备
3.5.1 水热法合成Zn3(OH)2V2O7·2H2O纳米带
3.5.2 Zn3(OH)2V2O7·2H2O正极材料的XRD测试
3.5.3 Zn3V2O7(OH)2·2H2O正极材料的SEM表征
3.5.4 Zn3(OH)2V2O7·2H2O正极材料的循环伏安测试
3.5.5 Zn3(OH)2 V2O7·2H2O正极材料的充放电测试
3.6 一维钒酸盐正极材料的制备
3.6.1 溶胶凝胶法合成Zn2V2O7正极材料
3.6.2 固相法合成Zn2V2O7正极材料
3.7 一维钒酸盐正极材料的结构表征
3.7.1 一维Zn2V2O7 正极材料的XRD测试
3.7.2 一维Zn2V2O7 正极材料的SEM表征
3.8 一维Zn2V2O7正极材料的电化学表征
3.8.1 一维Zn2V2O7正极材料的循环伏安测试
3.8.2 一维Zn2V2O7正极材料的充放电测试
3.9 本章小结
第4章 钒酸盐正极材料的结构优化及电化学性能
4.1 引言
4.2 多壳空心结构钒酸盐正极材料的合成
4.3 多壳空心结构钒酸盐正极材料的结构表征
4.3.1 多壳空心结构钒酸盐正极材料的X射线衍射表征(XRD)
4.3.2 多壳空心结构钒酸盐正极材料的扫描电镜表征(SEM)
4.3.3 多壳空心结构钒酸盐正极材料透射电镜表征(TEM)
4.3.4 多壳空心结构钒酸盐正极材料的热重分析(TG)
4.3.5 多壳空心结构钒酸盐正极材料的比表面积(BET)
4.4 多壳空心钒酸盐正极材料的电化学性能测试
4.4.1 测试电极的制备
4.4.2 材料的循环伏安测试
4.4.3 材料的充放电性能测试
4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3744710
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 水系锌离子电池简介
1.3 水系锌离子电池正极材料
1.3.1 锰基氧化物
1.3.2 普鲁士蓝类似物
1.3.3 聚阴离子化合物
1.3.4 钒基化合物
1.4 钒氧化物正极材料
1.4.1 钒氧化物正极材料
1.4.2 钒酸盐正极材料
1.5 本文的选题意义及研究内容
1.5.1 本文的选题意义
1.5.2 本文的主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验的主要药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.2 X射线粉末衍射(XRD)
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
2.2.4 比表面积测试(BET)
2.2.5 热重分析(TG)
2.3 电极的制备与电化学表征
2.3.1 水基锌离子电池的组装制备
2.3.2 材料的电化学性能测试
2.4 本章小结
第3章 钒氧化物正极材料的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 一维钒氧化物正极材料的制备
3.2.1 溶胶凝胶法合成V2O5纳米颗粒
3.3 一维钒氧化物正极材料的表征
3.3.1 一维V2O5正极材料的XRD测试
3.3.2 一维V2O5正极材料的SEM表征
3.4 一维钒氧化物正极材料的电化学表征
3.4.1 一维V2O5正极材料的循环伏安测试
3.4.2 一维V2O5正极材料的充放电测试
3.5 一维钒酸盐Zn3(OH)2V2O7·2H2O正极材料的制备
3.5.1 水热法合成Zn3(OH)2V2O7·2H2O纳米带
3.5.2 Zn3(OH)2V2O7·2H2O正极材料的XRD测试
3.5.3 Zn3V2O7(OH)2·2H2O正极材料的SEM表征
3.5.4 Zn3(OH)2V2O7·2H2O正极材料的循环伏安测试
3.5.5 Zn3(OH)2 V2O7·2H2O正极材料的充放电测试
3.6 一维钒酸盐正极材料的制备
3.6.1 溶胶凝胶法合成Zn2V2O7正极材料
3.6.2 固相法合成Zn2V2O7正极材料
3.7 一维钒酸盐正极材料的结构表征
3.7.1 一维Zn2V2O7 正极材料的XRD测试
3.7.2 一维Zn2V2O7 正极材料的SEM表征
3.8 一维Zn2V2O7正极材料的电化学表征
3.8.1 一维Zn2V2O7正极材料的循环伏安测试
3.8.2 一维Zn2V2O7正极材料的充放电测试
3.9 本章小结
第4章 钒酸盐正极材料的结构优化及电化学性能
4.1 引言
4.2 多壳空心结构钒酸盐正极材料的合成
4.3 多壳空心结构钒酸盐正极材料的结构表征
4.3.1 多壳空心结构钒酸盐正极材料的X射线衍射表征(XRD)
4.3.2 多壳空心结构钒酸盐正极材料的扫描电镜表征(SEM)
4.3.3 多壳空心结构钒酸盐正极材料透射电镜表征(TEM)
4.3.4 多壳空心结构钒酸盐正极材料的热重分析(TG)
4.3.5 多壳空心结构钒酸盐正极材料的比表面积(BET)
4.4 多壳空心钒酸盐正极材料的电化学性能测试
4.4.1 测试电极的制备
4.4.2 材料的循环伏安测试
4.4.3 材料的充放电性能测试
4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3744710
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3744710.html
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