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锂离子电池作为一种典型的新型储能装置,由于具有循环寿命长、能量密度高、安全无污染等优点,被广泛地应用于便携式电子设备的电源。氧化锌是一种理想的嵌入型电极材料,拥有可多次充放电、充电快、效率高以及安全等优点,这些优点使得它成为新型锂离子电池负极材料的研究热点。本论文介绍了采用水热法在碳布上重复生长密集的氧化锌纳米颗粒。用XRD和SEM对其进行表征,所得氧化锌/碳布用作锂离子电池负极材料。电池展现出高的比容量(600mAh g-1)以及突出的循环稳定性。此外,研究发现电池在宽的温度范围和高湿度环境下仍然有很好的稳定性。 超级电容器作为另一种新型能源储存装置也得到了广泛的关注。将上述氧化锌纳米材料作为模板,成功制备出氧化镍纳米材料。所得的氧化镍/碳布用作超级电容器电极材料时,在三电极系统中以3M KOH溶液作为电解液,在1mA/cm2的电流密度下获得842mF/cm2的比容量。进而将得到的氧化镍/碳布材料封装成固态超级电容器,以PVA-KOH为电解质,在电流密度0.1mA/cm2下能得到20mF/cm2的比容量。并且器件的柔韧性得到很大的提升,循环性能也格外突出。这种基于氧化镍/碳布的柔性全固态超级电容器为能源存储开辟出一个新的方向。 同时能源转换应用在本论文中也有所涉及。将上述氧化锌/碳布复合结构在800℃高温下煅烧5h,得到氧化锌编织布,将其用作染料敏化太阳能电池光阳极材料,经过四氯化钛表面处理,电池能获得0.38%的光转换效率。