过渡金属氧化物晶体结构调控在能量存储中的应用
发布时间：2021-09-25 05:40
随着近年来微型化电子设备和电动汽车的飞速发展和普及,发展与之相适应的能量存储设备已经成为相应领域的研究热点。为了满足日益增长的能源需求,发展具有高能量密度、高功率密度以及良好循环性能的储能设备成为其中的重中之重。在各式各样的能量存储设备中,超级电容器和锂/钾离子电池是目前最受关注以及应用最为广泛的两类设备。超级电容器与锂/钾离子电池由于具有不同的能量存储机理而表现出不同的电化学性能特征,两者各具其独特优势,根据实际应用领域的不同,可以对两者进行单独选择或组合利用。碳材料和过渡金属氧化物是在超级电容器和锂/钾离子电池应用最为广泛的活性材料。导电性能良好的碳材料虽然具有较好的功率性能,但由于储能机理的限制,其理论容量较低,不能满足实际应用的需要。过渡金属氧化物具有较高的理论容量,但其固有的离子/电子传输性能差,作为锂/钾离子电池负极材料时在反复的锂/钾离子插入/脱出过程中通常会经历较大的体积变化,大大制约了其优势的发挥。为了获得兼具高能量密度和高功率密度的能量存储设备,研究者们通过纳米化以及合成复合电极等方法以改善其性能。然而,传统的平面电极通常使用涂布的方式,该方式需要引入绝缘的聚合物作...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种电化学储能设备的Ragone图
图 1.1 各种电化学储能设备的 Ragone 图[29]。Figure 1.1 Ragone plot for various electrical energy storage devices[29].
图 1.3 交叉指型微型超级电容器的设计和制备。a)基于碳化物衍生碳（CDC）块体薄膜集成在硅片上的微型超级电容器制备过程示意图。使用标准的光刻技术制备碳化物衍生碳电容器电极（在氧等离子体中氧化刻蚀）和沉积金集流体[41]。b)间距为 100 微米的洋葱碳（OLC）交叉指的光学照片。c)在 1800 摄氏度下制备的洋葱碳的透射电镜照片[35]。d)激光划线石墨烯（LSG）微型超级电容器的制备过程示意图。e)100 个微型超级电容器一次性在柔性基底上制备照片[42]。Figure 1.3 Design and fabrication of the interdigital microsupercapacitor. a) Schematic of thefabrication of a micro-supercapacitor integrated onto a silicon chip based on the bulk CDCfilm process. Standard photolithography techniques can be used for fabricating CDCcapacitor electrodes (oxidative etching in oxygen plasma) and deposition of gold currentcollectors[41]. b) Optical image of the interdigital fingers with 100-μm spacing. c)Transmission electron microscopy image of a carbon onion produced at 1,800 C[35]. d)Schematic diagram showing the fabrication process of laser scribed graphene (LSG)micro-supercapacitors. e) Photograph showing 100 micro-supercapacitors fabricated on aflexible substrate in a single run[42].为了推动电子产品向小型化微型化方向发展，需要持续地发展与之相适应的小型
本文编号：3409204
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种电化学储能设备的Ragone图
图 1.1 各种电化学储能设备的 Ragone 图[29]。Figure 1.1 Ragone plot for various electrical energy storage devices[29].
图 1.3 交叉指型微型超级电容器的设计和制备。a)基于碳化物衍生碳（CDC）块体薄膜集成在硅片上的微型超级电容器制备过程示意图。使用标准的光刻技术制备碳化物衍生碳电容器电极（在氧等离子体中氧化刻蚀）和沉积金集流体[41]。b)间距为 100 微米的洋葱碳（OLC）交叉指的光学照片。c)在 1800 摄氏度下制备的洋葱碳的透射电镜照片[35]。d)激光划线石墨烯（LSG）微型超级电容器的制备过程示意图。e)100 个微型超级电容器一次性在柔性基底上制备照片[42]。Figure 1.3 Design and fabrication of the interdigital microsupercapacitor. a) Schematic of thefabrication of a micro-supercapacitor integrated onto a silicon chip based on the bulk CDCfilm process. Standard photolithography techniques can be used for fabricating CDCcapacitor electrodes (oxidative etching in oxygen plasma) and deposition of gold currentcollectors[41]. b) Optical image of the interdigital fingers with 100-μm spacing. c)Transmission electron microscopy image of a carbon onion produced at 1,800 C[35]. d)Schematic diagram showing the fabrication process of laser scribed graphene (LSG)micro-supercapacitors. e) Photograph showing 100 micro-supercapacitors fabricated on aflexible substrate in a single run[42].为了推动电子产品向小型化微型化方向发展，需要持续地发展与之相适应的小型
本文编号：3409204
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