【摘 要】
：
清洁能源系统、电动汽车和便携式电子设备的发展，给储能技术带来了新的发展机遇。作为广泛应用的一种储能技术，锂离子电池技术取得了令人瞩目的成就。随着对储能技术的要求越来越高，锂离子电池需要更高的安全性和续航性。然而目前锂离子电池的发展遇到瓶颈，能量密度仍需进一步提升，进一步的发展需要寻找更高容量的电极材料、使用固态电解液或者寻找其他替代技术。此外，锂金属资源的地壳储量较低，而锂离子电池的大量需求更加剧
论文部分内容阅读
清洁能源系统、电动汽车和便携式电子设备的发展，给储能技术带来了新的发展机遇。作为广泛应用的一种储能技术，锂离子电池技术取得了令人瞩目的成就。随着对储能技术的要求越来越高，锂离子电池需要更高的安全性和续航性。然而目前锂离子电池的发展遇到瓶颈，能量密度仍需进一步提升，进一步的发展需要寻找更高容量的电极材料、使用固态电解液或者寻找其他替代技术。此外，锂金属资源的地壳储量较低，而锂离子电池的大量需求更加剧了锂资源的消耗。因此，实现高能量密度电池体系的未来应用，发展其他具有高资源储量的储能技术(如钠离子电池和铝离子电池)以及寻找高性能的正极材料是非常有必要的。不同于锂离子电池，钠离子较大的离子半径和铝离子较强的静电作用限制了正极材料的使用。传统的正极材料往往采用无机材料(如过渡金属氧化物)。而较大的钠离子导致的材料体积膨胀与相变会进一步导致较差的循环稳定性与较低的可逆容量；铝离子的强静电作用以及与电解液间强相互作用导致了较差的铝离子电池性能。有机材料，作为另一类具有广泛前景的电极材料，具有低成本、资源丰富、高容量以及结构的柔软性等优点。在用于钠(铝)离子电池时，表现出比无机材料更优秀的兼容性。然而，较低的导电性以及较低的放电平台限制了有机材料的性能。
为了提升有机材料的性能，对材料进行纳米化，可以使材料的离子、电荷扩散途径缩短，进而获得更好的电池性能。本文基于尺寸控制的方法制备有机正极材料，分别应用于钠离子电池和铝离子电池。1)采用浓度控制的一步合成法制备了不同粒径的吡咯方酸聚合物球，用于钠离子电池，对比五种不同粒径的材料，发现直径200nm的材料具有最好的性能；2)采用反溶剂法得到两种不同尺寸的芘四酮小分子材料，用于铝离子电池，实现了300mAhg-1的电池容量。通过电池的测试分析发现，我们发现通过尺寸控制制备的纳米材料尺寸越小，扩散长度越短，加快了电荷转移和离子扩散，进一步加速了电化学反应动力学，从而提高了电化学性能。其中铝离子电池表现出很高的电池容量，具有极佳的研究与应用前景。小分子材料的纳米化有利于材料的容量释放，但也带来了更加严重的材料溶解，进而影响了循环稳定性。因此，后续可以通过聚合加尺寸控制的手段来获得高性能的铝离子电池正极材料。
其他文献
无线网络的广播性和便携式计算机计算性能的高速发展降低了破解对称密钥加密体系的难度。为解决这一问题研究人员提出利用无线衰落信道的随机性和互易性在合法用户之间生成对称密钥的物理层密钥生成方案。目前的研究主要集中在被动攻击下的物理层密钥生成方案设计和安全性分析，对于主动攻击下的物理层密钥生成方案研究不足。本文中我们讨论了多种主动攻击方案和应对方法，主要工作如下： (1)回顾了物理层密钥生成方法的发展历
随着红外热成像技术的不断发展，红外热成像系统在各个行业得到了广泛应用。然而，受到工艺影响，现有的红外系统会引入大量非均匀性噪声，使得红外图像的视觉效果变差，也制约了红外图像的后期应用。当前针对红外图像的非均匀性噪声去除的方法多种多样，总体上可分为定标法和场景法两大类，其中场景法根据红外探测器拍摄的场景信息对算法校正参数进行实时调整，可以保证红外系统工作的连续性，因此逐步成为了红外图像非均匀性去除算
红外成像技术因其抗干扰性强、保密性好和全天候工作等优点在多个领域得到了广泛的应用，但由于受到大气衰减和制造工艺等因素的限制，红外图像对比度较低，难以直接用于肉眼观察，需要采用增强算法提升图像的对比度来改善可视效果。传统增强算法对提升图像的全局对比度效果较好，但是对图像的细节纹理提升能力有限，通过全局和局部增强相结合来改善全局对比度和增强细节纹理逐渐成为增强处理领域的研究热点之一。 现有的全局和局
近年来，随着我国工业和城市化的发展，雾霾天气频繁出现。图像采集设备在这种恶劣条件下获取的图像通常会出现清晰度降低、信噪比降低以及图像关键信息丢失等问题，严重影响室外视觉系统效能的发挥，采用有效的方法实现图像去雾成为近年研究的重点。本文在大气散射模型的基础上，分析了雾天图像降质的原因，详细介绍了基于暗通道先验的图像去雾原理，并针对暗通道先验图像去雾的缺陷，提出了两种新的基于暗通道先验的图像去雾算法。
超材料是一种人工制造的周期性排布的复合材料，通过结构设计可以得到很多自然界材料所不具备的优异特性。近年来，太赫兹波源的出现开启了研究太赫兹波的浪潮，同时由于太赫兹波具备众多优异特性，因此太赫兹波段功能性器件的设计开发已经成为了目前研究的热门之一。但是传统材料因其本身固有的属性，很难精确的对太赫兹波产生电磁响应。超材料凭借其人工可操纵性，通过进行结构设计和参数优化，可以保证结构与电磁波的响应位于太赫
近年来，卷积神经网络(Convolutional Neural Network，CNN)在物联网边缘侧设备中的图像分类、人脸识别等工程应用上取得了巨大的成功，得到广泛的应用。如今，随着CNN模型拓扑结构不断加深，以及物联网设备数量快速增长，越来越多的CNN计算任务需要下沉到边缘侧设备来执行。但是传统边缘侧设备的处理器采用的是通用型计算架构，只适用于控制任务和轻量级运算，在面对CNN这类计算密集型任
近红外(780-2526 nm)光电探测器因为特定环境下优于可见光的工作能力，在红外成像、安防监控、航空航天等领域有着广泛的应用。硫化铅材料具有探测波段合适、性能良好、可室温下工作等优点，是近红外光电探测领域中非常重要的一种半导体材料。目前已有多种成熟的PbS薄膜制备技术，其中化学浴沉积法因为具有可柔性成膜、成本低廉、操作简单、低温工艺等特点，在PbS薄膜制备领域受到广泛的关注。为了进一步提高化学
重金属离子在水中具有持久性和生物积累性，严重威胁人类身体健康，因此，对水体中重金属离子浓度进行有效监测十分重要。常用的实验室分析方法检测精度高、灵敏性好，但难以满足现场快速检测和实时分布式在线分析的需求。化学修饰电极是当前电分析化学与电化学传感器研究领域的热点，具有实现重金属离子自动化实时在线监测的应用前景。胶体氧化物纳米材料作为一种化学修饰电极功能材料，表面具有较多的悬挂键，易于吸附重金属离子，
随着新能源技术的发展，太阳能电池作为光伏发电的元件得到广泛的研究和应用，而天线作为收发信号的装置，在通信系统中具有重要的作用。随着5G时代的来临，为了实现更好的信号覆盖，所需基站数量大大增加。将太阳能电池和天线集成在一起，可以有效降低供电成本，实现自供电；还可以缩减天线和电池的占用体积，依托光伏资源建立天线阵列。本文基于5G通信的sub-6频段，对低遮光率太阳能电池集成微带天线阵列进行了研究，主要
有机电池是一种具有应用前景的新型储能电源，但是其面临着有机电极材料在电解液中溶解的问题。电极材料的溶解和穿梭效应会造成电池容量衰减、库伦效率降低、循环寿命缩短。这些都严重限制了有机电池的发展和实际应用，所以抑制有机电极材料溶解是当务之急。 常见抑制电极材料溶解的策略有在电极材料和电解液间加一层保护膜、制备聚合物电极材料等。受到前期工作的启发，我们利用聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸钠)