获得稳定且面容量超过 10 mA h cm − 2 的 S 正极是实现高能量密度配置的关键且不可或缺的步骤。然而,增加 S 正极的面容量往往会降低比容量和稳定性,这是由于厚电极中 S 的溶解加剧和可溶性多硫化物的扩散。本文报道了一种独立复合正极的设计,该正极利用 3D 共价结合位点和化学吸附环境来提供 S 物质的限制溶解和阻止扩散的功能。通过采用这种架构,纽扣电池表现出出色的循环稳定性和 1444.3 mA hg − 1(13 mA h cm − 2)的出色比容量,而软包电池配置表现出超过 11 mA h cm − 2 的显著面容量。这种性能与出色的柔韧性相结合,通过连续弯曲循环测试证明,即使在硫负载量为 9.00 mg cm − 2 的情况下也是如此。这项研究为开发具有更高负载能力和卓越性能的柔性 Li-S 电池奠定了基础。
表现出高比容量(2 A g 1 时 576 C g 1)。Shinde 等人 11 在室温下通过快速化学法生长了 3D Bi 2 O 3,在电流密度为 2 A g 1 时其比容量为 447 C g 1。刘等人 12 设计了缺氧 r-Bi 2 O 3 /石墨烯柔性电极,在 1 mA cm 2 时具有 1137 C g 1 的高比容量。尽管如此,Bi 2 O 3 对于 ASC 仍然存在缺点,例如其本质上较差的电子和离子电导率,充电 - 放电过程中的体积膨胀很大。进一步的研究表明,碳可以作为缓冲层,有效减少形貌变化,保护电极结构。Bi 2 O 3 /C复合材料的简便设计和制备策略仍需继续研究,以调整形貌和电子结构。13 – 16
摘要:纳米尺寸的电池型材料应用于电化学电容器中,可以有效减少电导率低、体积变化大带来的一系列问题,但这种方式会导致充放电过程以电容行为为主,造成材料的比容量严重下降。通过控制材料颗粒为合适的尺寸以及合适的纳米片层数,可以保留电池型行为而维持较大的容量。本文在还原氧化石墨烯表面生长典型电池型材料Ni(OH)2,制备复合电极,通过控制镍源的用量,制备出合适Ni(OH)2纳米片尺寸和合适层数的复合材料,在保留电池型行为的情况下获得了高容量的电极材料,制备的电极在2 A g −1 时比容量为397.22 mA hg −1。当电流密度增加到20 A g − 1 后,保持率高达84%。制备的非对称电化学电容器在功率密度为1319.86 W kg − 1 时的能量密度为30.91 W h kg − 1,20 000次循环后保持率可达79%。我们主张通过增加纳米片的尺寸和层数来保留电极材料电池型行为的优化策略,这可以显著提高能量密度,同时结合电化学电容器的高倍率性能的优势。■ 介绍
摘要:过渡型三金属硫化物NiCoMn-S因在混合超级电容器中的高比容量而备受关注,而Ti3C2则因具有标志性的二维层状结构和优异的导电性而被视为一种潜在的新型电极材料。本文通过简单的一步水热法将NiCoMn-S纳米颗粒与二维层状Ti3C2复合,首次将其应用于混合超级电容器(HSC)的正极。大量的NiCoMn-S纳米颗粒分布在Ti3C2表面,为氧化还原反应提供了丰富的电化学活性位点。此外,Ti3C2的二维层状结构为离子传输提供了额外的电子通道,并降低了储能过程中的电荷转移阻力。 NiCoMn-S/Ti3C2-3.4%在1 A g-1密度下实现了347.1 C g-1的比容量,比纯NiCoMn-S(1 A g-1时270.2 C g-1)高28%。最后以NiCoMn-S/Ti3C2-3.4%为正极,RGO为负极组装成混合超级电容器(HSC),在1 A g-1密度下实现了164.3 C g-1的比容量,在15 kW kg-1的比功率下实现了16.2 Wh kg-1的高比能量。
吩嗪是橡胶防老剂RT-base生产废渣的主要成分,仅我国RT-base废渣中吩嗪的年产量就超过1000吨,目前产生的吩嗪主要通过燃烧处理,每年释放出3500多吨二氧化碳和大量的氮氧化物。此外,吩嗪还是一种生物质可衍生的物质,可以从取之不尽的木质素衍生的邻苯二酚中高效、大量地生产。15,16吩嗪及其衍生物具有很强的氧化还原活性,被发现是优秀的OEM,包括阳极或阴极材料,在实际应用中显示出巨大的潜力。17 – 20其中,二氢吩嗪(DHP)衍生的正极材料表现出优异的性能,甚至与商业正极材料相媲美。 18,21 – 23 然而,该类材料的实际应用仍存在一些障碍需要解决。需要进一步努力提高它们的易获得性和比容量,即优化合成工艺和降低分子中非活性部分的比例。之前,我们报道了一种稳定但电容较低的 DHP 聚合物 (PVBPZ),其比容量仅为 95 mA hg − 1。PVBPZ 的低比容量主要是由于苄基部分在高电压下的电化学不稳定性,导致其无法利用第二氧化还原电位。因此,PVBPZ 只能
目前,人们对锂金属电池重新产生兴趣,是因为它具有极高的能量密度,可以满足移动设备对长期自主性的巨大需求(Xiang 等,2019)。锂金属具有 3860 mA hg − 1 的高理论比容量和 -3.04 V(vs. SHE)的最低氧化还原电位,这促使它被用作阳极,取代目前商业化的石墨(理论比容量:374 mA hg − 1)。因此,对锂金属电池、Li-O 2 、Li-S/Se 的研究和开发正在兴起(Abouimrane 等,2012;Bruce、Freunberger、Hardwick 和 Tarascon,2012;Yang、Yin 和 Guo,2015;Yin、Xin、Guo 和 Wan,2013)。垂直锂枝晶的生长会刺穿隔膜,导致短路甚至起火,这是此类电池商业化应用的主要瓶颈(Lu et al., 2015 ; Tarascon & Armand, 2001 ; Wu et al., 2018 )。此外,枝晶的形成会产生“死锂”和特定的固体电解质界面相 (SEI)(Cheng, Yan, Zhang, Liu, & Zhang, 2018 ),这意味着库仑效率下降并影响循环效率。各种各样的策略(Xu et al., 2014 )与使用兼容
高导电性的金属有机骨架 (MOF) 已被证明是一种令人兴奋的储能设备电极材料。然而,大多数 MOF 表现出低电导率,这限制了它们在超级电容器中的使用。为了解决这个问题,采用一种简单的酸处理方法获得纳米花状镍 2- 甲基咪唑骨架 (Ni-MOF),以在不破坏其骨架的情况下提高电导率。用最佳 pH 值为 2 的硫酸 (H 2 SO 4 ) 溶液处理的样品 (Ni-MOF-2) 表现出改善的表面纹理和优异的电化学特性。Ni-MOF-2 样品在 6 M 氢氧化钾 (KOH) 水性电解质中在 1 A/g 时显示出比其他样品高的 467 C/g 的比容量 (C s )。这主要是由于酸处理后 Ni-MOF-2 中的质子传导增强。此外,还使用电池型 Ni-MOF-2 作为正极,使用富含杂原子的活性炭 (O、N、S@AC) 作为负极,制造了混合超级电容器 (HSC) 装置。制造的 HSC 的最大比容量 (C s ) 为 38 mAh/g,比能量 (E s ) 高达 39 Wh/kg,最大比功率 (P s ) 为 11,079 W/kg。此外,HSC 在 10,000 次连续恒流充电/放电 (GCD) 循环中表现出约 87% 的出色循环稳定性。
新疆师范大学化学化工学院,乌鲁木齐 830054 新疆,中国 * 电子邮件:suzhixj@sina.com 收稿日期:2019年11月8日 / 接受日期:2020年1月9日 / 发表日期:2020年5月10日 电极废弃物 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 回收的关键是有效地将正极材料与金属Al箔分离,以提高回收率。本文描述的方法利用有机溶剂与聚偏氟乙烯 (PVDF) 的相容性、超声波引起的空化和对流效应以及 PVDF 的分解温度。探索了超声处理持续时间、有机溶剂类型、有机溶剂与正极材料的比例、搅拌温度、搅拌时间、超声处理和搅拌顺序以及煅烧温度,以确定最佳条件。由此确定最佳剥离效率约为 93 %。将经有机溶剂预处理后的正极材料进行煅烧,通过 600 ℃煅烧有效去除 PVDF 粘结剂,在 800 ℃煅烧可得到具有合适层状结构和最好电化学性能的正极材料,首次放电比容量为 164.2 mAh g -1 。经过 50 次充放电循环后放电比容量为 132.4 mAh g -1,容量保持率为 80.6 %。关键词:LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 ;回收利用;溶剂溶解法;电极废料;超声波 1. 引言
为克服全球能源危机,利用太阳能、风能、潮汐能等绿色可再生能源势在必行,因此,高效的储能装置在实现可再生能源的储存和释放中起着至关重要的作用。尽管可充电锂离子电池(LIB)已经取得了广泛的成功,1,2但是人们对安全问题的日益担忧、高成本和有限的锂资源严重限制了它们的应用。3与昂贵且易燃的 LIB 相比,水系可充电锌离子电池(ZIB)由于锌阳极的天然丰富性和高操作安全性而成为一种有吸引力的替代品。4–6此外,水系可充电锌离子电池理论上可以实现更高的比容量和能量密度,因为 Zn 2+ 离子作为多价电荷载体参与
国家博士研究员(AICTE-NDF)(2004-08):全印度技术教育委员会 (AICTE) 颁发奖学金,在孟买印度理工学院地球科学系进行博士研究。研究目的是从高分辨率卫星数据和地面地球物理电阻率勘测中识别硬岩地形中的裂缝和深层含水层。使用常规和图像处理技术从卫星图像中识别线性构造。沿着和穿过选定的线性构造进行地球物理电阻率勘测,并在选择的观测井中进行泵测试,以获得含水层特性,如孔隙度、渗透率、透水性、比产量、比容量和下降度。通过 ArcGIS 软件的加权和基于排名的集成分析,识别出合适的地下水潜力和人工补给区。