【摘要】电动汽车和便携式电子设备的迅猛发展对配套电源锂离子电池的性能提出了更加严格苛刻的要求,从而推动了新型锂离子电池负极材料的研制。金属氧化物以理论容量高、循环性能好、安全性高等优点成为理想的负极材料。但是,在放电过程中金属氧化物电极材料会产生较大的体积膨胀,导致电极粉化和微结构的严重破坏,进而造成容量的迅猛衰减。针对这些问题,人们采用各种各样的方法来改进金属氧化物负极材料的电化学性能,如构建纳 […]

【摘要】我国对锂离子电池材料及其关键技术的发展尤为重视，将其列入到《2006~2020年的国家中长期科技发展规划纲要》中。与此同时，电动汽车、混合动力汽车等大型交通工具以及其它大型用电设备的高速发展也对锂离子电池在容量方面提出了更高的要求。负极材料是影响锂离子电池容量的关键材料之一。作为新型负极材料的杰出代表之一，锡基合金负极材料的理论质量比容量(993mAh/g)是石墨负极的近三倍。但该材料在充 […]

【摘要】日益恶化的全球变暖危机以及能源枯竭问题不仅仅需要通过减少温室气体排放和清洁能源来解决,还需要先进的能源存储与转化装置与控制系统。近年来,电化学能源存储与转化装置展示出了极为优异的应用前景,如超级电容器、锂离子电池、燃料电池等。其中,基于纳米材料的超级电容器、锂离子电池、燃料电池展示了最为优异的电化学活性。本论文以纳米材料作为超级电容器、锂离子电池、以及燃料电池活性材料时,纳米材料界面的物理 […]

【摘要】锂离子电池作为储能设备已经广泛的应用于移动电子设备如手机、笔记本电脑等。但是尚不能满足大功率、高能量密度的汽车用动力电池的需求。锂离子电池的性能和成本主要取决于正极材料,目前商业化使用的锂离子电池正极材料LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4等的放电比容量只有110-160mAhg-1,发展高比容量的锂离子电池正极材料已成为电极材料研究的热点之一。富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1 […]

【摘要】由于日益凸显的能源危机、环境问题,核能、太阳能等产生的电能需得到高效储存的要求,发展高效、廉价和环境友好的储能装置就成为科学界和工业界面对的重要的挑战和机遇。二次锂离子电池相较于传统的铅酸、镍氢电池,具有高能量密度、电压平稳、自放电率小、持久的循环性能以及绿色环保等优点,在我们日常所用的小型移动电子设备中发挥着重要的作用。目前,随着锂离子电池在电动汽车和智能电网等大功率用电器和储能领域的发 […]

【摘要】由于具有较高的孔隙率和比表面积,多孔金属氧化物半导体材料如ZnO、SnO2、MnO等因其优异的物理化学性质在气敏传感器、锂离子电池、光催化剂及太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。对于表面电阻控制型气敏传感器,具有多孔结构的半导体材料可以为检测气体和半导体之间的反应提供更多的接触面积,这有利于提高器件的灵敏度。同时多孔结构还可以为气体在半导体层的扩散提供通道,有利于提高响应和恢复速率。对于锂 […]

【摘要】摘要：硅材料因具有最高理论比容量(4200mAhg-1)、适中的脱／嵌锂电位(0.02～0.6Vvs.Li/Li+)、安全性高、成本低及环境友好等优点,成为极具应用前景的锂离子电池负极材料之一。但是,硅负极依然存在一些问题,如体积效应巨大(-320%)、电子电导率低(～6.7×104S·cm-1)等,从而限制了其应用领域。因此,本文从抑制硅负极体积膨胀、提高其电子电导率出发,采用碳包覆、掺 […]

【摘要】“能源危机”和“环境污染”是人类在21世纪必须面对的两个严峻问题,电动汽车和大规模绿色储能电网的发展是解决此问题的主要途径。锂(钠)离子电池、超级电容器等电化学储能器件凭借高能量密度、大功率特性、长使用寿命、价格廉价和绿色环保的优势,已逐渐成为电动汽车(减少对化石燃料的依赖和二氧化碳排放)最有竞争力的动力电源和绿色电网储能(加快发展可再生清洁能源)最有潜力的储能电池,特别是锂离子电池和钠离 […]

【摘要】锂离子电池和超级电容器是储能的两个重要方向,它们的电化学性能和能量密度决定着它们今后的道路。然而,目前的储能电极材料一方面在具有高容量的同时,它的电化学循环和倍率容量性能却很差,需要进行改性处理；另一方面电极材料的电化学性能和储能容量和它的形貌有着密切的关系,实现电极材料的形貌最优化制备对提升电极材料电化学性能和能量密度有着重要意义。1.金属氧化物的理论储锂容量比较高,是石墨的2-3倍,但 […]

【摘要】进入21世纪以来,能源安全问题引起了全球各国的极大关注。以化石燃料为代表的能源面临着资源枯竭的问题,以太阳能、风能为代表的可再生能源存在稳定性不足的问题,因此,研究稳定的、高效的能源设备迫在眉睫。此外,便携式设备的爆发式增长对便携式储能设备提出了更高的要求。理论综合性能优异的锂离子电池是解决以上问题的可能途径之一。现今使用的锂离子电池负极——碳材料的理论容量仅为372mAh/g,难以满足人 […]