【摘 要】
：
为满足新一代高比能量锂离子电池的开发需求,新型高容量负极材料的研究和应用一直是研究热点。硅材料因其具有极高的理论比容量和较低的嵌锂电位,被认为是理想的负极材料之一,备受人们关注。然而硅基电极材料在应用中的一个主要问题是巨大的体积膨胀,以及由此带来的电极材料破裂、粉化,这个不容忽视的问题严重影响了硅材料的循环性能,限制了其进一步的商业化应用。因此,从力学的角度分析电极材料充放电过程的应力演化,并通过
论文部分内容阅读
为满足新一代高比能量锂离子电池的开发需求,新型高容量负极材料的研究和应用一直是研究热点。硅材料因其具有极高的理论比容量和较低的嵌锂电位,被认为是理想的负极材料之一,备受人们关注。然而硅基电极材料在应用中的一个主要问题是巨大的体积膨胀,以及由此带来的电极材料破裂、粉化,这个不容忽视的问题严重影响了硅材料的循环性能,限制了其进一步的商业化应用。因此,从力学的角度分析电极材料充放电过程的应力演化,并通过合理的结构设计,规避可能出现的结构破坏,提高电池的循环稳定性,对于研发兼具高能量密度和高循环寿命的电能存
其他文献
近些年,由于绿色生产生活方式的推广,太阳能这种可持续的清洁能源已经成为研究热点,利用太阳能发展光伏产业对改善环境问题具有重要意义。有机太阳能电池具有低成本、质量轻薄、易大面积制备、易卷曲等优点,为器件生产提供了可能性。目前研究较为成熟的体异质结有机太阳能电池(BHJ-OSCs),其光电转换效率已经超过18%。对于低成本的新型有机给体材料的结构设计是实现高性能光伏器件的一个重要途径。本论文针对有机太
作为一种新型发电装置,固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)具有发电效率高、燃料多样性等优点而被广泛关注。Ni基阳极支撑的电池是最经典的一种SOFC。但Ni基阳极支撑的SOFC在以碳氢化合物为直接燃料时会发生严重的阳极积碳问题,而且碳氢化合物的应用会带来CO_2排放问题。避免积碳问题的方法除了开发抗积碳的阳极材料外,使用非碳基燃料在Ni基阳极支撑的SOFC上的应
有机太阳能电池(OPVs)由于具有环保低能耗、轻量低成本、柔性、可溶液加工和大面积印刷制备的综合性优势而受到广泛关注。目前OPVs的光电转换效率(PCE)已经超过18%,但与实现商业化生产所要求的高效率仍然具有很大差距。为了进一步提高器件性能,需要从材料设计、器件结构和制备工艺这三方面进行改进,其中活性层形貌是影响器件整体性能的关键性因素,通过适当调控活性层的结晶度、π-π堆积程度和表面粗糙度,可
超级电容器作为一种储能器件,因其具有较高的功率密度、较长的循环寿命被广泛应用在动力汽车、轨道交通等领域,但其能量密度严重限制了它的发展。而电极材料的导电性、空隙结构等因素在很大程度上会影响器件整体的能量密度。石墨烯水凝胶作为一种新型的超级电容器材料,具有制备简单、导电性好、三维多孔网络结构等特点,有望广泛应用在各种超级电容器的电极材料。本学位论文首先用改进Hummers方法合成了氧化石墨烯(GO)
随着煤炭、石油和天然气等传统化石能源的大量消耗,全球能源结构开始发生转变,正在迅速转向清洁和可再生能源。在储能领域一些新型环保、高能量密度的可充电二次电池受到了颇多的青睐。便携式电子设备和新能源汽车产业的快速增长,极大地刺激了人们寻找具有更高容量、更长循环性能以及更安全的可充电二次电池。然而,电池的性能在很大程度上取决于电极材料,缺乏高性能的电极材料极大限制了电池的发展。相较于传统的实验研究方法,
BaTiO_3(BTO)是一种钙钛矿铁电体,室温下具有稳定的铁电性质,在微电子和光电子等领域有广泛的应用前景。但常温常压下,BTO是无磁性的,这就限制了其在自旋电子器件方面的应用。大量实验和理论计算关于BTO d~0磁性来源问题存在争议。针对以上存在的分歧,本文通过第一性原理计算的方法研究了吸附氧和本征空位对BTO d~0磁性的影响,主要工作及结论如下:对于TiO_2终端BTO(001)面,按原子
氢能以其高效、清洁、可再生的优点成为化石能源的有力替代者,而可逆固体氧化物电池(RSOC)既可使用氢气输出电能,构建多元化的电能供应系统,又可利用电能和热能电解H_2O和CO_2制备出H_2或H_2和CO的合成气,缓解温室效应和能源供给压力,使得RSOC成为热门研究方向。本论文主要以RSOC的氧电极作为研究对象,在La_(0.65)Sr_(0.35)Mn O_3(LSM)氧电极的基础上,结合浸渍法
在能源短缺的今天,利用光伏发电技术解决能源问题是一种有效的措施。晶硅太阳能电池因其效率高,性能稳定占据了大部分市场,但是其制备工艺复杂,等离子注入和高温扩散会消耗大量能量,拉高成本。而硅/有机物杂化太阳能电池作为一种新型电池,它既有硅材料优异的半导体性能,又有有机材料成本低、柔性可加工的特点,成为受人关注的焦点。其中硅纳米线(SINWs)有较高的陷光性能,导电有机物聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚