2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鋰離子電容器(LICs),作為混合電化學(xué)電容器中的一員,具有工作電壓高、充放電速度快、穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點,兼有較高的能量密度和功率密度,被廣泛應(yīng)用于汽車啟動和各種電源、電動設(shè)備中。通常地,鋰離子電容器的正極材料是比表面積較高、吸附能力較強的活性炭,因此,對鋰離子電容器的研究重點就集中在負(fù)極材料的選取上。
  石墨是最先被研究的鋰離子電容器負(fù)極材料,與石墨相比,石墨烯具有一些獨特的優(yōu)勢。石墨烯具有較高的比表面積,可以為鋰離子的嵌入/

2、脫出提供很高的活性位點;優(yōu)異的導(dǎo)電性有利于電化學(xué)反應(yīng)的進行;較強的機械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性使在高倍率下快速充放電和較長循環(huán)周期的穩(wěn)定性成為可能。在本論文的第三章,我們選取了石墨烯和傳統(tǒng)的負(fù)極材料石墨作為研究對象,在循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能、能量密度和功率密度等方面進行了對比。
  除了石墨烯,我們從眾多的過渡金屬氧化物中選擇了MnO為研究對象。MnO具有很低的電位(1.032V),較小的過電勢,較高的理論容量(756mAh/g),價格低

3、廉以及環(huán)境友好等優(yōu)良的特性,是發(fā)展鋰離子電容器極具潛力的電極材料之一。然而,在快速充放電過程中,鋰離子的嵌入和脫出會使MnO產(chǎn)生巨大的形變,甚至?xí)斐善浣Y(jié)構(gòu)的坍塌和粉碎。另外,其較低的電導(dǎo)率進一步加劇了容量的衰減。為了解決這一問題,我們通過設(shè)計實驗、調(diào)節(jié)實驗參數(shù)和控制材料形貌等一系列途徑,選擇電導(dǎo)率高和化學(xué)穩(wěn)定性好的炭材料作為MnO的導(dǎo)電基質(zhì),制備MnO/C復(fù)合材料,并將其作為鋰離子電容器的負(fù)極材料,并進行了相應(yīng)的電化學(xué)性測試。

4、  在第四章,我們選用MnC12·4H2O為錳源,利用溶膠.凝膠法合成了MnO/C復(fù)合材料。通過XRD、SEM、TEM、TG、Raman和XPS等手段對材料進行了全面的物理表征。電化學(xué)測試表明,復(fù)合材料在小電流下的比容量較高,但是隨著電流密度和循環(huán)周期的增加,比容量衰減較快,容量保持率較低,原因是在較大的電流密度下快速充放電時,MnO的體積變化較大,容易引起MnO結(jié)構(gòu)坍塌,造成容量的衰減。
  在第五章,我們在第四章的研究基礎(chǔ)上重

5、新設(shè)計了實驗,利用水熱法合成了MnO/GNS納米復(fù)合材料。石墨烯納米片擁有開放的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以作為復(fù)合材料的基底,提高復(fù)合材料的柔韌性,避免較長循環(huán)周期MnO結(jié)構(gòu)的坍塌。 SEM和TEM測試均顯示MnO顆粒和石墨烯納米片結(jié)合良好,得到了分散均勻的MnO/GNS納米復(fù)合材料。同時,與上一章研究的MnO/C相比,其電化學(xué)性能得到了明顯的改善。在400 mAh g-1的電流密度下循環(huán)300周后,比容量仍然能夠達到247 F g-1,容量保

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