静电纺丝制备纳米材料在超电容和锂、钠离子电池中的应用研究
发布时间：2024-12-22 00:01
由于将间歇性可再生能源（如太阳能和风能）转换为电能的电网储能需求日益增长,人们对高效储能设备的需求越来越大。在过去的二十年中,高性能锂离子电池作为一种高效的能源存储设备而得到了广泛应用。锂离子电池是一种低成本且环保的新型储能设备,相比于传统电池,锂离子电池具有高能量密度,高工作电压和较轻的质量等优点,因此被应用于许多领域,例如便携式电子消费设备、混合动力汽车和植入式医疗设备等。而超级电容器同样作为一种新型储能器件,由于其在工作时具有功率密度高,快速充电和放电能力强,长循环寿命和高可靠性等优点,同样也引起了人们的广泛关注。众所周知,储能装置的电化学性能主要取决于电极材料。因此,制备合适的电极材料是研究电化学储能的关键。静电纺丝是生产具有小直径和形貌可控一维纳米材料最容易和通用的方法。由于静电纺丝所制备的材料具有多孔以及高比表面积等特点,从而能够增大电解液和电极活性材料的接触面积,导致其在电化学反应过程中具有更短的离子和电子扩散路径。因此,静电纺丝所制备的纳米材料被认为是新型电化学储能设备电极材料的理想选择。本论文研究的主要内容如下:（1）在第二章中,我们采用静电纺丝和煅烧的方法制备了具有异...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 静电纺丝概述
1.2.1 静电纺丝的发展历史
1.2.2 静电纺丝设备
1.2.3 静电纺丝原理
1.2.4 影响静电纺丝的参数
1.3 静电纺丝制备一维复合纳米材料的方法
1.3.1 直接分散静电纺丝
1.3.2 溶胶-凝胶法
1.3.3 同轴静电纺丝
1.3.4 乳液静电纺丝
1.4 静电纺丝制备的纳米材料在电化学储能中的应用
1.4.1 静电纺丝制备纳米材料应用于锂离子电池
1.4.2 静电纺丝制备纳米材料应用于钠离子电池
1.4.3 静电纺丝制备纳米材料应用于锂硫电池
1.4.4 静电纺丝制备纳米材料应用于超级电容器
1.5 本论文的研究目的和内容
第2章 RuO2@Co3O4异质纳米纤维的制备及其超级电容器性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验设备
2.2.3 一维RuO2@Co3O4异质纳米纤维的制备
2.2.4 超级电容器电极材料的制备
2.2.5 RuO2@Co3O4异质纳米纤维材料的表征
2.2.6 超级电容器电化学测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 RuO2@Co3O4异质纳米纤维形貌和结构分析
2.3.2 RuO2@Co3O4异质纳米纤维形成机理分析
2.3.3 RuO2@Co3O4异质纳米纤维电极的超电容性能研究
2.4 本章小结
第3章 多孔Co3O4纳米管的制备及其锂离子电池性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验设备
3.2.3 多孔Co3O4纳米管材料的制备
3.2.4 多孔Co3O4纳米管材料的形貌表征
3.2.5 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 Co3O4纳米管的形貌和结构分析
3.3.2 Co3O4纳米管电极材料的锂离子电池性能研究
3.4 本章小结
第4章 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管的制备及其锂离子电池性能的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验设备
4.2.3 一维Fe2O3纳米管材料的制备
4.2.4 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管的制备
4.2.5 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管材料的形貌表征
4.2.6 Fe2O3@TiO2电极的制备和锂离子电池电化学测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管形貌和结构分析
4.3.2 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管电极材料的锂离子电池性能研究
4.3.3 循环后的Fe2O3@TiO2纳米管电极材料的表征
4.4 本章小结
第5章 碘石墨烯复合材料和碳纳米纤维薄膜的合成及钠离子电池性能的研究..
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品
5.2.2 实验设备
5.2.3 碳纳米纤维薄膜的制备
5.2.4 IQDs@RGO薄膜材料的制备
5.2.5 材料的形貌表征及电化学测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 形貌和结构表征
5.3.2 钠碘半电池电化学性能研究
5.3.3 循环后电极材料的表征
5.3.4 钠碘电池机理研究
5.3.5 钠碘全电池电化学性能研究
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表及完成的论文目录
致谢
本文编号：4019119
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 静电纺丝概述
1.2.1 静电纺丝的发展历史
1.2.2 静电纺丝设备
1.2.3 静电纺丝原理
1.2.4 影响静电纺丝的参数
1.3 静电纺丝制备一维复合纳米材料的方法
1.3.1 直接分散静电纺丝
1.3.2 溶胶-凝胶法
1.3.3 同轴静电纺丝
1.3.4 乳液静电纺丝
1.4 静电纺丝制备的纳米材料在电化学储能中的应用
1.4.1 静电纺丝制备纳米材料应用于锂离子电池
1.4.2 静电纺丝制备纳米材料应用于钠离子电池
1.4.3 静电纺丝制备纳米材料应用于锂硫电池
1.4.4 静电纺丝制备纳米材料应用于超级电容器
1.5 本论文的研究目的和内容
第2章 RuO2@Co3O4异质纳米纤维的制备及其超级电容器性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验设备
2.2.3 一维RuO2@Co3O4异质纳米纤维的制备
2.2.4 超级电容器电极材料的制备
2.2.5 RuO2@Co3O4异质纳米纤维材料的表征
2.2.6 超级电容器电化学测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 RuO2@Co3O4异质纳米纤维形貌和结构分析
2.3.2 RuO2@Co3O4异质纳米纤维形成机理分析
2.3.3 RuO2@Co3O4异质纳米纤维电极的超电容性能研究
2.4 本章小结
第3章 多孔Co3O4纳米管的制备及其锂离子电池性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验设备
3.2.3 多孔Co3O4纳米管材料的制备
3.2.4 多孔Co3O4纳米管材料的形貌表征
3.2.5 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 Co3O4纳米管的形貌和结构分析
3.3.2 Co3O4纳米管电极材料的锂离子电池性能研究
3.4 本章小结
第4章 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管的制备及其锂离子电池性能的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验设备
4.2.3 一维Fe2O3纳米管材料的制备
4.2.4 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管的制备
4.2.5 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管材料的形貌表征
4.2.6 Fe2O3@TiO2电极的制备和锂离子电池电化学测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管形貌和结构分析
4.3.2 Fe2O3@TiO2核壳结构纳米管电极材料的锂离子电池性能研究
4.3.3 循环后的Fe2O3@TiO2纳米管电极材料的表征
4.4 本章小结
第5章 碘石墨烯复合材料和碳纳米纤维薄膜的合成及钠离子电池性能的研究..
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品
5.2.2 实验设备
5.2.3 碳纳米纤维薄膜的制备
5.2.4 IQDs@RGO薄膜材料的制备
5.2.5 材料的形貌表征及电化学测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 形貌和结构表征
5.3.2 钠碘半电池电化学性能研究
5.3.3 循环后电极材料的表征
5.3.4 钠碘电池机理研究
5.3.5 钠碘全电池电化学性能研究
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表及完成的论文目录
致谢
本文编号：4019119
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