一、Li_2O—TiO_2系亚稳相的透射电子显微镜研究（论文文献综述）
杨策,程虎虎,曲良体[1]（2021）在《新型能源器件的激光微纳加工研究进展》文中指出随着科学技术的不断发展,新型能量转化和存储器件的研究受到了科学工作者的广泛关注,有望减小人类社会对化石燃料的依赖,构建全球能源新格局。激光具有能量密度高、空间分辨率高、可定制性强等特点,在先进功能材料的开发和新型能源器件的微纳结构构建方面具有独特的作用。概述了激光在新型能源器件和相关先进材料领域的研究进展,其中新型能源器件主要包括超级电容器、可充电电池、太阳能电池、水汽自发发电器件等;先进材料领域的研究进展涉及器件电极的激光微纳加工、材料的激光改性和功能化、器件结构的激光微结构构建、柔性能源器件制备等。最后,对激光在新型能源器件领域的相关研究进行了总结和展望。
孔令运[2]（2021）在《基于改性处理的商业二氧化钛储锂/储钠性能研究》文中研究说明环境污染的加剧以及化石能源的不可逆消耗,提升太阳能、风能等可再生能源在能源结构占比成为必然趋势,而二次电池储能技术是提高可再生能源占比的最优方案之一。具有较高能量密度、较长使用寿命的锂离子电池在电化学储能方面占有重要地位,而钠离子电池作为成本更加低廉的二次电池,有望取代锂离子电池成为下一代储能系统。负极材料作为储能体系中最为重要的部件之一,对于电池性能有重要影响。传统的石墨负极越来越难以满足高性能二次电池系统的实际需求,钛基氧化物普遍具有较高放电电位、稳定的结构、优异的倍率性能和长循环稳定性。钛基氧化物中,TiO2相比较钛酸锂有着较低的价格和令人满意的理论比容量（335 mAh g-1）,并且无毒无害、环境友好,作为锂/钠离子电池负极材料进行了广泛研究。而TiO2本身的导电性以及离子扩散不佳,储存阳离子的活性被严重抑制,阻碍了其应用进程。为解决以上问题,本文选用不同的电子导体以及阳离子导体对二氧化钛进行表面改性;采用杂原子对TiO2进行内部电子结构调控,以提高TiO2电子导电率和离子电导率,并进一步探究了改性机理以及TiO2储锂/储钠机理。主要内容如下:（1）利用固态电解质硅酸镁锂和沥青衍生碳对商业TiO2同时进行包覆改性,采用固相烧结法制备共改性商业TiO2,显着提高了商业TiO2的储锂性能。当沥青、硅酸镁锂与TiO2质量比分别为0.12和0.015时,共改性TiO2展现出优异的倍率性能,在0.1、0.2、0.4、0.8和1.6 Ag-1电流密度下可逆比容量分别达到256.8、220.4、195.9、176.4 和 152.0 mAh g-1,并且在0.5A g-1 电流密度下循环 1000 圈后可逆比容量达到244.8 mA h g-1,比容量几乎没有损失,而单独沥青衍生碳包覆TiO2在0.5 Ag-1电流密度下循环1000圈后可逆比容量仅为111.7mAh g-1,对应的容量保持率只有54.7%。电化学性能显着改善的主要原因在于:沥青衍生碳包覆层起到快速转移电子的作用,而硅酸镁锂有着较强的阳离子交换能力,提高了负极材料的锂离子扩散速率,两者匹配使共改性TiO2表现出优异倍率性能。此外,具有高化学稳定性的硅酸镁锂有助于提高碳结构和SEI膜的稳定性,从而显着改善了 TiO2的电化学稳定性。（2）在沥青对商业TiO2进行碳包覆过程中,采用300℃温度下空气预氧化处理,再在氮气气氛下750℃进行烧结,制备了碳包覆TiO2复合材料。当沥青与TiO2质量比为0.24时,复合材料的储锂性能最好,在0.1、0.2、0.4、0.8和1.6 A g-1电流密度下可逆比容量分别达到264.0、229、197.7、169.5和137.8 mAh g-1,并且在0.5A g-1电流密度下循环1000圈后可逆比容量可达226.7 mA h g-1,对应的容量保持率接近100%,循环过程中库伦效率几乎为100%,相比较未预氧化处理的复合材料,电化学性能得到了显着提高。倍率性能和稳定性提高的主要原因在于:预氧化促进了沥青分子交联,提高了其高温稳定性,抑制沥青转化为致密的石墨化结构,形成了无定型碳,这种碳结构有较为宽阔的锂离子扩散通道,有利于锂离子快速迁移。另外,预氧化后,沥青衍生碳中含氧基团增加,改善了复合材料与电解液的润湿性,有利于提高锂离子传输效率,减少极化,进而提高了负极材料的倍率性能和循环稳定性。（3）以高含N的聚丙烯腈粉末（PAN）为碳源,采用球磨混合法与商业TiO2均匀混合,在氮气气氛800℃烧结制得N掺杂碳包覆TiO2复合材料,研究了其储钠性能及机理。当PAN与TiO2的质量比为0.2时,获得了最佳的储钠性能,在1.6Ag-1电流密度下可逆比容量可达到162.2mAhg-1,并且在0.5 Ag-1电流密度下循环1600圈后可逆比容量可达186.2 mA h g-1,对应的容量保持率接近100%,库伦效率维持在100%左右。经过表征分析,N掺杂进入碳包覆TiO2复合结构后,提高了电子电导率以及钠离子扩散动力学,使循环寿命显着提高。此外,碳包覆层促进TiO2嵌钠过程中转化为非晶态,而非晶化的TiO2进一步提高了钠离子扩散,有利于倍率性能提高。
毕林霞[3]（2021）在《原子间相互作用调制NbMoTaW难熔高熵薄膜》文中认为按照近等摩尔比混合的多主元合金,被认为是能够保持简单晶体结构的无序固溶体,局域结构是决定其性能的关键因素。制备高熵薄膜可以获得成分更均匀、结构更无序的材料,有利于通过仅由原子间相互作用形成的局域结构变化调制高熵合金性能的研究。本文选用弱相互作用组元V以及强相互作用组元O来调制NbMoTaW薄膜的局域结构,采用射频磁控溅射方法分别制备了（NbMoTaW）100-xVx（x=0～30.5,at%）和（NbMoTaWV）100-xOx（x=0～53.63,at%）系列薄膜。对其微观结构/成分、力学性能、导电性以及电阻率-温度行为进行系统研究,并引入“团簇加连接原子”结构模型对薄膜成分及局域结构变化进行解析。添加弱相互作用组元V不会改变薄膜的BCC结构,但可使硬度、模量和硬弹比等呈现先小幅增加再缓慢下降趋势,其中（NbMoTaW）91.5V8.5薄膜性能最佳,硬度和弹性模量分别可达13.62±1.36GPa、234.35±13.85GPa,硬弹比为0.058。（NbMoTaW）100-xVx薄膜具有相对低的电阻率,且可在近900K时电阻率保持不变,高温稳定性优异,这起源于高熵薄膜的高度无序以及难熔组元本身的高稳定性。理论和实际测量结果都表明,V的加入带来两个作用效果:一方面薄膜无序度增加,变得更加均匀;另一方面,薄膜平均原子间相互作用逐渐减弱,体系能量逐渐上升薄膜越来越不稳定。添加强相互作用组元O可生成一种熵稳定难熔金属氧化物薄膜。随氧含量增加,薄膜由含氧BCC固溶体逐渐向非晶氧化物过渡;硬度和模量先增加后减小,分别最高可达15.5GPa、215.6Gpa;室温电阻率可在55～1.26×106μΩ·cm内连续变化。薄膜电阻率-温度行为也发生显着变化,低氧含量薄膜电阻率可在较高温度下保持稳定,随氧含量增加,稳定性迅速下降,同时导电机制由金属型逐渐变为非晶半导体型（近TiO2结构离子晶体型）。本文研究表明不仅可以通过添加弱相互作用元素小程度调制薄膜局域结构和性能,也可通过添加强相互作用元素强烈改变薄膜结构,在大范围内调制薄膜性能,可覆盖金属固溶体至非晶氧化物半导体,为在原子构型基础上控制先进材料的结构-性能关系提供了一种新途径。该难熔高熵薄膜及其氧化物力学性能及耐高温性能优异,且其性能可调范围大,有利于在高温承载结构、微电子器件、加热保护系统、扩散屏障以及薄膜电阻等耐高温、高硬耐磨领域的应用。
何峻[4]（2021）在《TiO2（B）纳米结构的合成、改性及其储锂电化学性能研究》文中研究说明锂离子电池作为能源储存与转化装置在实际生活中得到了广泛的应用,随着电动汽车的普及,人们对锂离子电池性能的要求也日益增加,因此开发充电速度更快、使用寿命更长、更稳定安全的锂离子电池是十分必要的。制约锂离子电池性能的关键在于电极材料,TiO2（B）作为锂离子电池负极材料具有较高的脱/嵌锂电位,能够避免电解液的分解与锂枝晶的析出,并且TiO2（B）在脱/嵌锂过程中体积膨胀率仅为4%,故而具有良好的安全性和结构稳定性。此外,TiO2（B）具有赝电容效应,使其在快速充放电领域有极大的应用前景。由于其安全、体积膨胀率低、具有赝电容效应等特点,TiO2（B）受到了广泛的关注与研究,但TiO2（B）较差的导电性及脱/嵌锂过程中的晶格应力阻碍了其商业化应用。本文合成了TiO2（B）纳米颗粒、TiO2（B）纳米带与TiO2（B）纳米花,并对它们进行了相应的优化来提升TiO2（B）作为锂离子电池电极材料时的电化学性能。主要研究内容如下:（1）以Ti粉、NH4OH、H2O2、C2H4O3和H2SO4为原料制备出TiO2（B）纳米颗粒,再通过湿法包覆技术将PEDOT:PSS包覆于TiO2（B）纳米颗粒表面形成TiO2（B）@PEDOT:PSS复合材料。电化学测试结果显示,包覆PEDOT:PSS的电极材料具有更高的比容量及更好的倍率性能。交流阻抗谱结果显示与未包覆的TiO2（B）纳米颗粒相比,PEDOT:PSS包覆于TiO2（B）纳米颗粒表面能够有效的降低电池内阻与电荷转移电阻。动力学计算结果表明包覆PEDOT:PSS能够改善锂离子扩散系数。（2）以钛酸四丁酯、冰乙酸、乙醇为原料,通过溶胶凝胶法制备出块状锐钛矿二氧化钛。将购买的二氧化钛（P25）与我们自制的块状锐钛矿二氧化钛作为前驱体,分别加入到10 mol/L的Na OH溶液中反应,得到相应的TiO2（B）纳米带。材料表征结果显示,以自制的锐钛矿作为前驱体所制备的TiO2（B）纳米带的宽度为50-150 nm,比P25前驱体所制备的TiO2（B）纳米带宽度（100-250 nm）更窄。不同扫描速度下的CV曲线测试结果表明,TiO2（B）以赝电容的形式进行储锂,而锐钛矿以离子扩散的形式进行储锂。赝电容计算结果表明,随着扫描速率的增加,赝电容所占比例上升,说明在高倍率下以赝电容储锂为主。充放电测试与倍率测试结果显示,以溶胶凝胶法合成前驱体所制备的TiO2（B）纳米带具有更好的倍率性能与更高的比容量,将溶胶凝胶法合成前驱体所制备的TiO2（B）纳米带以1C进行充放电测试,循环350圈后其容量保留率为99.1%。（3）以Ti Cl3、乙二醇为原料制备出TiO2（B）纳米花,再用石墨粉、K2S2O8、P2O5、浓硫酸、H2O2和HCl制备出GO（氧化石墨烯）。将TiO2（B）纳米花与GO混合均匀,以L-抗坏血酸作为还原剂得到TiO2（B）纳米花石墨烯水凝胶,冷冻干燥后得到TiO2（B）纳米花石墨烯气凝胶复合材料。场发射扫描电镜结果显示,TiO2（B）纳米花均匀分布在石墨烯气凝胶形成的三维网状结构中,有效的降低了TiO2（B）纳米花的团聚,比表面积测试结果表明TiO2（B）纳米花石墨烯气凝胶复合材料较具有比TiO2（B）纳米花更大的比表面积。电化学测试结果显示,TiO2（B）纳米花石墨烯气凝胶复合材料在5 C下充放电循环1000圈,电池比容量从196.8 m Ah/g降低到154m Ah/g,容量保留率为78.2%;在10 C下充放电循环1000圈,电池容量从165.6m Ah/g下降到133.9 m Ah/g,容量保留率为80.8%,展现出了良好的倍率性能与循环稳定性。
乔荣涵,岑官骏,申晓宇,田孟羽,季洪祥,田丰,起文斌,金周,武怿达,詹元杰,闫勇,贲留斌,俞海龙,刘燕燕,黄学杰[5]（2021）在《锂电池百篇论文点评（2020.12.1—2021.1.31）》文中研究表明该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,以"lithium"和"batter*"为关键词检索了Web of Science从2020年12月1日至2021年1月31日上线的锂电池研究论文,共有3193篇,选择其中100篇加以评论。层状正极材料的研究集中在高镍三元材料和富锂相材料,其相关研究关注表面包覆层、前驱体及合成条件、循环中的结构变化。硅基复合负极材料的研究重点包括对硅颗粒的包覆,具有三维结构的硅/碳、硅/铜复合电极。碳负极及金属锂负极,尤其是金属锂负极界面及三维结构设计,同样是受重点关注的研究对象。固态电解质的研究主要包括对硫化物固态电解质、氧化物固态电解质、聚合物与氧化物固体电解质复合材料的合成以及相关性能研究。液态电解液方面包括提升石墨负极的性能,及适应高电压镍锰酸锂、三元层状材料、钴酸锂、富锂材料等正极材料电池的添加剂研究。针对固态电池,复合正极制备、双层电解质结构、锂金属界面修饰等都是主要研究内容,其他电池技术主要偏重方面还有三维结构锂硫正极设计,导电添加剂对正负极的影响等。表征分析涵盖了金属锂沉积过程、硅负极的体积膨胀问题、正极微结构和电池气胀问题。理论模拟工作涉及SEI形成机制以及厚电极电池的动力学,界面问题涉及层状正极固液态电池界面、液态电解质负极电极、固态电解质与Li界面等。
郭鹏辉[6]（2021）在《过波金属碳二亚胺类材料的固相合成与电化学性能研究》文中研究表明过渡金属碳二亚胺类材料是近年来新兴起的一类赝氧/硫化物类材料,具有较同系氧化物/硫化物更为高的容量和反应活性的特性,适宜作为锂/钠离子电池负极材料。过渡金属碳二亚胺类材料在电化学领域的研究尚未得到全面的发展。这主要是由于过渡金属碳二亚胺材料处于亚稳状态,其合成的工艺和条件相较其他过渡金属氧化物或硫化物更为严苛和困难。若能寻找到一种简单高效的合成方法合成过渡金属碳二亚胺类材料,将大大加速该类材料在电化学领域的研究进程。此外,同过渡金属氧化物和硫化物一样,过渡金属碳二亚胺类材料在锂/钠离子嵌入脱出过程中会发生剧烈的膨胀,使电极材料发生粉化,对电极材料产生不可逆的结构破坏以及产生电接触不良的现象。最终电极的可逆容量将迅速衰减,这是这类材料普遍存在的问题。根据目前的报道尚未有研究者针对这一现象进行优化。目前,可以对物质进行一些内部结构的调控工作以及与碳或者钛氧化物等材料进行复合等方式提高电极材料的循环稳定性进而提升电极的电化学性能。在本论文中,主要对过渡金属碳二亚胺类材料进行合成探索及锂离子电池性能评估工作,随后对FeNCN及MnNCN在钠离子电池和锂离子电池中的性能分别进行了优化工作。本论文工作主要分为以下三部分:（1）通过高温固相法成功制备了 Cr2（NCN）3、MnNCN、FeNCN、ZnNCN和CdNCN材料。该方法工艺简便,原料成本低廉,产率高,产物纯度高。通过该方法合成的过渡金属碳二亚胺类材料均表现出了锂离子电池的可逆活性,其中Cr2（NCN）3、MnNCN、FeNCN材料表现出较强的反应活性和更好的电化学性能。（2）为了解决制备出的FeNCN在钠离子电池中结构稳定性弱的问题,通过固相加热工艺的控制实现了 FeNCN生长状态的调控。对比不同生长状态的FeNCN发现,处于半成熟状态的FeNCN 比完全成熟的FeNCN展现出更为优异的循环性能。这是由于半成熟状态的FeNCN存在的“锚状”结构及其上面的Fe-C键大大稳定了 FeNCN的结构。（3）为了提高制备出的MnNCN在锂离子电池中反应活性和循环稳定性,我们尝试分别利用离子型化合物和共价型化合物的锰源进行MnNCN的合成。结果表明,通过锰源种类的调控可以实现合成出的MnNCN阴离子团对称性调控。经过阴离子团对称性调控后的MnNCN其反应活性和结构稳定性均得到了提高,展现出较非对称态阴离子团的MnNCN更高的可逆容量,倍率性能及循环稳定性。
杨明同[7]（2020）在《钛基金属氧化物纳米材料的设计、制备及其在锂硫电池中的应用》文中指出为满足我国实现工业化、信息化、电动化和城镇化对大规模储能与移动电源的迫切需求,发展廉价高性能电能存储技术及关键材料已成为我国战略发展的重点之一,亦是世界科技发展前沿和研究热点。近年来,锂硫电池（LSBs）因其更高的能量密度、廉价而丰富的硫资源,成为继锂离子电池之后新一代的高性能廉价候选储能系统。然而,锂硫电池的发展与应用也受到自身存在一系列有待解决的关键问题所限制,主要包括以下两大类问题:（1）充放电过程中正极侧多硫化锂的溶解及其“穿梭效应”;（2）硫正极较大的体积膨胀和电绝缘性等问题。针对问题（1）,学者们主要采取“防”和“堵”两大策略,即通过引入对硫正极具有化学和物理吸附的硫载体尽可能将可溶性多硫化物吸附于表面,防止其大量脱离载体进入电解液中,再开发对多硫化物具有吸附能力的同时又拥有较致密结构的锂硫电池功能性选择透过隔膜,对进入电解液中的多硫化物进行封堵拦截,避免其穿梭到负极锂金属的表面形成钝化层,从而有效提升锂硫电池的能量密度和循环稳定性。针对问题（2）,学者们则主要通过选取具有较好导电性和较大孔体积的三维纳米材料作为硫载体,一定程度提升锂硫电池的倍率性能和循环稳定性。基于上述背景,结合钛基纳米材料丰富的资源和对多硫化物具有优异的化学吸附性能,本文合成了一系列不同微观形貌和结构的钛基氧化物纳米材料,包括纳米线、纳米线/片复合体和纳米线团、纳米颗粒团。随后,根据锂硫电池正极和隔膜对于多硫化锂的“防”、“堵”功能不同,分别将纳米线/片复合体和纳米线团结构用于修饰锂硫电池隔膜和作为锂硫电池的正极宿主材料。主要研究工作如下:（1）从锂硫电池对于隔膜的功能需求出发,于传统聚丙烯（PP）隔膜正极侧设计开发了以二氧化钛纳米线、片组成的三明治结构表面修饰层,在修饰层独特的三明治结构和二氧化钛表面对多硫化锂的强烈化学吸附的协同作用下,在不影响锂离子正常传输的情况下,有效封“堵”了多硫化物穿梭的通道,提升锂硫电池的循环稳定性。其中二氧化钛纳米线和纳米线/片复合体（STO-W/S）均通过优化后的水热辅助低温退火法一次性制备获得,随后分散于乙醇通过流体导向自组装法将其修饰于PP隔膜表面,厚度约为4微米。电化学性能研究结果表明,修饰后的PP隔膜相较修饰前在润湿性、离子迁移率和多硫化物穿梭抑制效果等方面得到明显提升。利用修饰后的隔膜组装的锂硫电池在1 C时可提供813 m Ah g-1的高放电容量,并表现出长周期稳定的循环寿命,每圈循环后的容量衰减率仅为～0.067%,并且在500圈循环后仍保持有541 m Ah g-1的放电容量。上述结果表明本文所提出多功能化隔膜开发策略是确实可行且行之有效的。（2）从锂硫电池对于正极宿主材料固硫能力的需求出发,设计合成了二氧化钛纳米线团结构,将其作为锂硫电池硫正极的宿主材料,利用其多孔结构、高比表面积和强化学吸附作用协同“防”止充放电过程中形成的可溶性多硫化物溶解并脱离宿主材料表面,有效提升锂硫电池的储能性能。其中二氧化钛纳米线团是利用优化后的水热辅助低温退火法一次性制得,随后通过熔融扩散法进一步制得S@Ti O2纳米线团的正极材料,固硫量达69 wt.%。电化学性能研究结果表明,以S@Ti O2纳米线团材料为正极的锂硫电池在不同电流密度（0.1 C,0.2 C,0.5 C,1 C,1.5 C和2 C）下的充放电容量性能和容量保持率均优于Ti N纳米颗粒团和多孔炭黑与硫相结合的锂硫电池。且在高倍率2 C下仍能提供约522 m Ah g-1的容量,在经过400次的循环下,每个循环的容量衰减率仅为～0.086%。综上所述,通过正极宿主材料纳米结构的合理设计和隔膜的合理修饰,可较好“防”、“堵”锂硫电池在充放电过程产生的多硫化物的溶解与穿梭,但仍需进一步从合成工艺的角度优化钛基纳米材料的形貌、结构和组成,提升材料对于多硫化物的“防”、“堵”效能。
李思洁[8]（2020）在《铁钛双金属氧化物的制备、微观结构及其储锂性能研究》文中指出随着社会的发展,人们对能源的需求与日俱增。传统能源因储量有限且易造成环境污染,正在逐步被其它清洁能源替代。锂离子电池以其能量密度大、绿色环保等优点从众多新型能源中脱颖而出。负极材料是锂离子电池的重要组成部分,在很大程度上决定了电池的整体性能。然而,传统的商用锂离子电池负极材料受制于其理论比容量低的缺点,越来越无法满足当今的使用需求。金属氧化物作为一类新型锂离子电池负极材料,因其具有许多优点而备受关注。然而,这类材料在充放电过程中存在循环稳定性差和导电性差的问题。因此,构筑高性能的金属氧化物负极材料对锂离子电池的应用发展具有重要意义。本论文主要对Fe2TiO5材料的组成、微观结构以及稳定性进行了研究,并且探究了其电化学性能和储锂机制。（1）利用溶剂热法,制备出了 Fe2TiO5纳米颗粒、Fe2TiO5/TiO2和Fe2TiO5/Fe2O3混合物,探究不同组成对锂离子电池的电化学性能影响。研究发现,在100 mA g-1的电流密度下,循环200次后,Fe2TiO5纳米颗粒的可逆比容量为810.4 mAh g-1,高于 Fe2TiO5/TiO2（340.8 mAh g-1）和 Fe2TiO5/Fe2O3（214.2 mAh g-1）混合物的可逆比容量。此外,在三种材料中Fe2TiO5纳米颗粒表现出了最好的倍率性能。（2）在制备过程中,通过调控聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的加入量,合成了两种Fe2TiO5纳米颗粒,并利用原位透射电子显微学探究电子束辐照对Fe2TiO5纳米颗粒形貌和微观结构稳定性的影响。对于未添加PVP制备的Fe2TiO5纳米颗粒,其结构和形貌在电子束辐照下无明显变化。而加入PVP制备的Fe2TiO5材料在电子束辐照下经历了三个形貌演变阶段:层状剥落、局部粉碎和非晶化。这主要是由于PVP的加入使材料内部产生氧空位,从而导致了 Fe2TiO5纳米颗粒产生不同的辐照行为。电子束引起的热效应和撞击损伤对加入PVP制备的Fe2TiO5纳米颗粒的形貌变化起了主导作用。（3）通过溶剂热法和后续的热处理,在添加和未添加表面活性剂PVP的条件下分别制备了 Fe2TiO5纳米颗粒,并将其用作锂离子电池负极材料。研究发现,添加PVP制备的Fe2TiO5纳米颗粒具有更加优异的电化学性能。这是由于PVP的加入导致Fe2TiO5颗粒产生更多的氧空位,这些氧空位的存在能够使电极在反应中提供更多的活性位点,有利于促进Li+扩散和电荷的转移,从而提升Fe2TiO5材料的导电性。此外,氧空位的存在可以缓解Fe2TiO5纳米颗粒电极在充放电反应过程中的结构变形,从而提升电极材料的循环稳定性。
周凯强[9]（2020）在《先进钠/锂离子电池负极的设计与表界面改性研究》文中指出设计与制备新型储能材料并研究其电化学性能是能源储存器件开发的关键研究内容。过去几十年,锂离子电池（LIBs）因其高能量密度和长循环寿命而成为主流的二次储能电池。电池的能量密度主要由正负极材料性能决定,当前石墨是广泛商业化的负极材料,但存在能量密度较低和安全问题。钠离子电池（NIBs）因其原料来源丰富、廉价和高倍率性能等优势,有望成为锂离子电池的替代器件,特别是在大规模储能领域。高性能钠离子电池电极材料的开发成为储能材料的新研究焦点。转化型储钠/锂负极材料基于转化储能的电化学机理拥有高比容量的突出优势,但存在着体积变化大和较差的导电性等缺点。本论文主要围绕转化型储钠/锂负极的主要成分活性物质和粘结剂作为中心,对活性物质的微纳结构和电极表界面优化设计,解决材料的体积膨胀和电子导电性问题,揭示材料的电化学能源存储机制主要研究工作如下:第一,采用钴基金属有机框架（MOFs）作为前驱体衍生出Co3O4/Co/C纳米笼。在经过碳化和氧化之后,获得了空心十二面体的COCCNCs。COCCNCs拥有大的比表面积(183.9 m2·g-1)和均匀分布的孔径,当其作为锂离子电池负极材料时,表现出了较高的可逆容量(850 m Ah·g-1:100 m A·g-1)、优化的库仑效率、优异的倍率性能(485 m Ah·g-1:5000 m A·g-1)和出色的循环稳定性(600次循环后保持505 m Ah·g-1:2000 m A·g-1)。其表现出如此显着的储锂性能可能时因为其特殊的结构,这种结构由N掺杂石墨化的碳笼作为骨架,Co3O4（ca.9 nm）和Co（ca.5 nm）纳米晶体均匀分布在这些骨架上面。这种特殊的结构不仅可以避免循环过程中颗粒的团聚和结构动荡,而且还能够为离子和电子的快速传输提供一个稳定的导电碳网络。第二,Fe2O3空心纳米结构通过溶解-重结晶过程制备获得,再由Fe2O3空心纳米结构的相变合成了分层级Fe3O4空心纳米结构。分层级的Fe3O4空心纳米结构用作钠离子电池的负极材料,显示出良好的倍率性能和循环稳定性。对于Fe3O4负极,在50个循环后,在100 m A·g-1时可保持150 m Ah·g-1的可逆容量。分层Fe3O4的优异钠离子存储特性可以很大程度上归因于钠离子插入和提取过程中稳定的电极结构。相反,Fe2O3负极表现出高的初始放电容量(686 m Ah·g-1),但是由于电极的显着粉碎而使其循环稳定性差。第三,我们设计了锚固在还原氧化石墨烯上的碳包覆TiO2介晶的杂化材料（TiO2@C-r GO）用于提高TiO2作为钠离子电池（NIBs）负极的电化学动力学性能和容量,。此类复合纳米结构是通过简便的一步法制造的,包括在GO上原位生长TiO2中间晶体的定向自组装。TiO2@C-r GO具有非常大的表面积(279 m2·g-1)、介孔特性和单晶结构。我们还发现在低电流密度时碳包覆层可以提高TiO2电极对NIBs的容量,但是纯相TiO2的速率性能优于TiO2@C。值得注意的是,通过设计这种复合结构的材料可以同时实现改善了电化学动力学和高比容量。TiO2@C-r GO在100m A·g-1时可提供出300 m Ah·g-1的高可逆容量、优异的倍率性能和长循环稳定性(在1 A·g-1下进行1000次循环后可保持159 m Ah·g-1的稳定容量)。TiO2@C-r GO的优越的钠离子存储能力主要归因于锚固在导电石墨烯网络上的分散良好的碳包覆介孔TiO2介晶的特殊复合纳米结构,从而增强了电化学动力学,并为钠离子与材料反应提供了足够的活性位点。第四,在本章节里,我们引用了一种绿色多功能粘合剂阿拉伯胶（GA）用于制造Ni Fe2O4纳米管电极（NFNTs-GA）,从而改善NFNTs在锂/钠离子电池中的应用。首先,与NFNTs-PVDF电极相比,NFNTs-GA电极具有更好的机械性能,比如更高的摩擦系数、更好的弹性回弹力和更高的模量和硬度。其次,NFNTs-GA电极可抑制电极与电解质之间的副反应,从而在放电和充电过程中形成非常稳定且薄的SEI膜。第三,KPFM测试结果证明NFNTs-GA电极具有更合适的表面电性能和较低的电子逸出能量。因此,NFNTs-GA电极用作锂离子电池的负极材料时,其倍率性能、循环稳定性和库仑效率得到了大大提高。它在0.5 A·g-1倍率下恒流充放电500次循环后可以保留770 m Ah·g-1的稳定容量。更重要的是,当其作为钠离子电池负极时,NFNTs-GA电极具有73%的高初始库仑效率（对于NFNTs-PVDF电极而言仅为48%）和增强的电化学反应动力学,在钠离子电池的应用中具有显着优化的氧化和还原峰。第五,在这项研究中,我们提供了一种新型转化型负极材料——过渡金属硼酸盐,并发现其是一种很有潜力的钠离子存储候选材料。过渡金属硼酸盐（Fe3BO5和（Ni3BO3）2）通过便捷的溶胶-凝胶法成功制备。当它们被首次用于钠离子存储性能时,与过渡金属氧化物相比,它们具有更好的钠离子传输动力学和更高可逆容量。值得注意的是,过渡金属硼酸盐可以在脱嵌钠的过程中完全实现转化反应,并伴随着B-O配位的变化。第一性原理计算表明,与过渡金属氧化物相比,在能量上更有利于钠离子嵌入到过渡金属硼酸盐中。此外,设计并首次制备了碳包覆的硼酸盐,其显示出良好的速率能力和优异的循环稳定性。此外,Fe3BO5/Na2V3（PO4）2F3全电池具有150.1 W·kg-1的高功率密度和180.3 Wh·kg-1的高能量密度。这项研究发现了过渡金属硼酸盐是一类新的有前途的转换型钠离子电池负极材料,并证明了过渡金属硼酸盐在钠离子电池的实际应用中具有高能量/功率密度。
王志超[10]（2020）在《水系锌离子电池正极材料MnO2的制备及电化学性能研究》文中认为水系锌离子电池是近年来受到人们广泛关注并且发展迅速的一种新型绿色的二次电池。与传统锂离子电池相比,水系锌离子电池具有安全性能高、组装工艺简单和无毒环保等优点,使其在储能和载运工具等领域具有光明的应用前景。在水系锌离子电池研究开发过程中,正极材料的选择应用始终是难点问题。二氧化锰作为最有潜力的储能材料,具有成本低廉、环境友好、毒性低和多价态等诸多优点。但是,二氧化锰作为水系锌离子电池正极材料,在充放电过程中普遍存在溶解和结构坍塌等问题,导致循环性能变差,限制了该材料在水系锌离子电池中的应用。本文采用不同的合成方法与制备工艺实现对二氧化锰结构和形貌的调控,并且通过氧化物包覆二氧化锰来提高其作为水系锌离子电池正极材料的电化学性能,主要研究内容如下:（1）纳米棒形二氧化锰材料的制备及性能研究。采用水热法,以MnSO4·H2O和KMnO4为原料,通过改变KMnO4的浓度和水热反应温度制备出不同晶型和形貌的二氧化锰。提高KMnO4的浓度可以驱使二氧化锰晶体结构由β-MnO2转变为α-MnO2。在水热反应温度180℃和KMnO40.06 mol/L条件下制备的纳米棒形β-MnO2材料的电化学性能表现最佳。在100 mA/g电流密度下,该材料最大放电比容量为211.4 mAh/g,经过100圈循环后材料的放电比容量为157.2 mAh/g,容量保持率为74.4%。（2）微米球形二氧化锰材料的制备及性能研究。采用共沉淀法,以MnSO4·H2O和NH4HCO3为原料,通过改变反应物的浓度制备不同形貌的二氧化锰。在反应物浓度MnSO4·H2O 0.007 mol/L、NH4HCO3 0.07 mol/L 条件下制备微米球形ε-MnO2 材料,其粒径约为2 μm,形貌规则且具有良好的分散性。电化学性能结果表明,该材料具有高放电比容量和良好的循环性能。在100 mA/g电流密度下,其最大放电比容量为243.2 mAh/g,经过100圈循环后材料的放电比容量为163.1 mAh/g,容量保持率为67.1%。（3）氧化物包覆微米球形二氧化锰材料的制备及性能研究。采用共沉淀法和热分解法合成了微米球形的MnO2@Al2O3、MnO2@MgO和MnO2@La2O3材料。通过氧化物包覆不仅增加了二氧化锰材料的放电比容量,而且明显地提高了二氧化锰材料的循环稳定性。其中,MnO2@MgO材料的粒径尺寸大小均一,形貌规则且具有良好的分散性。通过对其进行电化学性能测试发现该材料表现出优异的电化学性能。结果表明,MgO包覆层未对MnO2的结构产生改变,包覆层由纳米颗粒组成,厚度约为50 nm。MgO包覆材料的放电比容量得到明显提高,在100 mA/g电流密度下,MnO2@MgO材料的最大放电比容量为274.3 mAh/g。在1000 mA/g电流密度下500次循环后,放电比容量保持率高达84.1%,显示出优异的长期循环稳定性。MgO包覆层的存在主要起到隔离作用,避免了 MnO2与电解液之间直接接触造成的溶解,这是显着提高MnO2正极材料循环性能的主要原因。
二、Li_2O—TiO_2系亚稳相的透射电子显微镜研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Li_2O—TiO_2系亚稳相的透射电子显微镜研究（论文提纲范文）
（1）新型能源器件的激光微纳加工研究进展（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 超级电容器 |
| 3 可充电电池 |
| 4 新型发电器件 |
| 4.1 激光加工太阳能电池 |
| 4.2 水汽自发发电材料和器件 |
| 5 激光加工柔性能源器件 |
| 6 结束语 |
（2）基于改性处理的商业二氧化钛储锂/储钠性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 锂/钠离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的简介 |
| 1.2.3 钠离子电池的兴起 |
| 1.2.4 钠离子电池的结构及基本原理 |
| 1.3 锂/钠离子电池负极材料 |
| 1.3.1 锂离子电池负极材料分类 |
| 1.3.2 钠离子电池负极材料分类 |
| 1.4 二氧化钛负极材料研究进展 |
| 1.4.1 二氧化钛负极材料概述 |
| 1.4.2 二氧化钛负极材料的改性方法 |
| 1.5 本文研究方法和主要内容 |
| 第二章 实验材料和表征方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 主要实验仪器及设备 |
| 2.2 材料测试和表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 拉曼光谱分析 |
| 2.2.3 热重分析(TG) |
| 2.2.4 高分辨透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.5 高角环形暗场-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM) |
| 2.2.6 氮气吸附脱附测试 |
| 2.2.7 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 极片制备 |
| 2.3.2 电池组装过程 |
| 2.3.3 电化学性能测试 |
| 第三章 硅酸镁锂与沥青衍生碳共改性商业二氧化钛的电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验设计 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.3 结果讨论与分析 |
| 3.3.1 结构分析 |
| 3.3.2 电化学性能测试 |
| 3.3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 预氧化对沥青衍生碳包覆商业二氧化钛电化学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原材料和配比 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.3 结果讨论与分析 |
| 4.3.1 微观结构与成分分析 |
| 4.3.2 电化学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 聚丙烯腈裂解碳包覆商业二氧化钛的储钠性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原材料 |
| 5.2.2 实验步骤 |
| 5.3 结果讨论与分析 |
| 5.3.1 成分与结构分析 |
| 5.3.2 电化学性能及机理分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）原子间相互作用调制NbMoTaW难熔高熵薄膜（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 高熵合金及其基本性质 |
| 1.1.1 高熵合金概述 |
| 1.1.2 高熵合金基本性质 |
| 1.2 高熵合金薄膜 |
| 1.2.1 高熵合金薄膜研究背景及制备方式 |
| 1.2.2 高熵合金薄膜研究现状 |
| 1.3 高熵合金的局域结构与性能 |
| 1.4 难熔高熵合金薄膜 |
| 1.4.1 难熔高熵合金薄膜分类 |
| 1.4.2 难熔高熵氧化物薄膜 |
| 1.5 团簇加连接原子模型 |
| 1.5.1 团簇概念 |
| 1.5.2 BCC结构团簇模型 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 高熵薄膜及块体制备方法 |
| 2.1.1 (NbMoTaW)_(100-x)V_x薄膜制备 |
| 2.1.2 (NbMoTaWV)_(100-x)O_x薄膜制备 |
| 2.1.3 参比NbMoTaWV块体合金的制备 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.2.1 成分及微结构表征 |
| 2.2.2 性能测试 |
| 3 (NbMoTaW)_(100-x)V_x薄膜 |
| 3.1 成分及膜厚 |
| 3.2 微观结构表征 |
| 3.2.1 薄膜结构 |
| 3.2.2 形貌特征 |
| 3.2.3 微观偏析 |
| 3.3 性能表征 |
| 3.3.1 薄膜力学性能 |
| 3.3.2 薄膜电阻率特性 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 薄膜成分的团簇式解析 |
| 3.4.2 力学性能与局域结构的关联 |
| 3.4.3 薄膜电阻率-温度行为 |
| 3.4.4 第五组元V对薄膜微观偏析和稳定性的影响 |
| 3.5 小结 |
| 4 (NbMoTaWV)_(100-x)O_x薄膜 |
| 4.1 成分及膜厚 |
| 4.2 微观结构表征 |
| 4.2.1 元素分布 |
| 4.2.2 结构表征 |
| 4.2.3 形貌特征 |
| 4.2.4 TEM表征及分析 |
| 4.3 团簇式成分解析 |
| 4.4 薄膜性能分析 |
| 4.4.1 薄膜常温性能 |
| 4.4.2 薄膜高温性能 |
| 4.4.3 薄膜光学性能 |
| 4.5 讨论 |
| 4.5.1 薄膜电阻率-温度行为 |
| 4.5.2 强化机制 |
| 4.6 小结 |
| 5 原子间相互作用对比 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）TiO2（B）纳米结构的合成、改性及其储锂电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池发展历程 |
| 1.2.2 锂离子电池的结构与工作原理 |
| 1.3 锂离子电池的负极材料研究概况 |
| 1.3.1 硅基锂离子电池负极材料的研究概况 |
| 1.3.2 锡基锂离子电池负极材料的研究概况 |
| 1.3.3 过渡金属氧化物基锂离子电池负极材料的研究概况 |
| 1.4 TiO_2作为锂离子电池负极材料的研究进展 |
| 1.4.1 金红石型TiO_2作为锂离子电池负极材料 |
| 1.4.2 锐钛矿型TiO_2作为锂离子电池负极材料 |
| 1.4.3 青铜矿型TiO_2作为锂离子电池负极材料 |
| 1.5 论文选题依据及研究内容 |
| 1.5.1 论文选题依据 |
| 1.5.2 论文选题内容 |
| 第2章 实验仪器和方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 物理表征仪器及原理 |
| 2.2.1 X射线衍射仪 |
| 2.2.2 X射线光电子能谱 |
| 2.2.3 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.2.4 透射电子显微镜 |
| 2.2.5 傅里叶红外光谱仪 |
| 2.2.6 热重分析仪 |
| 2.2.7 比表面积测试仪 |
| 2.2.8 拉曼光谱仪 |
| 2.3 电池组装、电化学表征方法及原理 |
| 2.3.1 电极的制备及扣式电池的组装 |
| 2.3.2 恒电流充放电法 |
| 2.3.3 循环伏安法 |
| 2.3.4 交流阻抗法 |
| 第3章 TiO_2(B)纳米颗粒与导电聚合物(PEDOT:PSS)复合材料的制备及其电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 TiO_2(B)纳米颗粒的制备 |
| 3.2.2 TiO_2(B)@PEDOT:PSS纳米颗粒的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TOB-NP与 TOB-NP@PP样品的材料表征 |
| 3.3.2 TOB-NP与 TOB-NP@PP样品的电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不同前驱体TiO_2(B)纳米带的制备及其储锂电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 块状锐钛矿二氧化钛的制备 |
| 4.2.2 以P25 为前驱体TiO_2(B)纳米带的制备 |
| 4.2.3 以块状二氧化钛为前驱体TiO_2(B)纳米带的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 TiO_2前驱体的材料表征 |
| 4.3.2 TiO_2前驱体的电化学性能表征 |
| 4.3.3 TiO_2(B)纳米带的材料表征 |
| 4.3.4 TiO_2(B)纳米带的电化学性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 TiO_2(B)纳米花石墨烯气凝胶复合材料的制备及其电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 TiO_2(B)纳米花的制备 |
| 5.2.2 氧化石墨烯GO的制备 |
| 5.2.3 TiO_2(B)纳米花与石墨烯气凝胶复合材料的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 FTOB与 TRA的材料表征 |
| 5.3.2 FTOB与 TRA的的电化学表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录:攻读硕士学位期间科研成果 |
（5）锂电池百篇论文点评（2020.12.1—2021.1.31）（论文提纲范文）
| 1 正极材料 |
| 1.1 层状氧化物正极材料 |
| 1.2 其他正极材料 |
| 2 负极材料 |
| 2.1 硅基负极材料 |
| 2.2 其他负极材料 |
| 3 电解质及添加剂 |
| 3.1 固态电解质 |
| 3.2 其他电解液/添加剂 |
| 4 电池技术 |
| 4.1 固态电池 |
| 4.2 锂空/锂硫及其他电池技术 |
| 5 电池表征、电池模型和测量技术 |
| 6 理论计算、界面反应及其他 |
（6）过波金属碳二亚胺类材料的固相合成与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂、钠离子电池概述 |
| 1.3 锂、钠离子电池电极材料 |
| 1.4 过渡金属碳二亚胺材料概述与研究进展 |
| 1.5 本论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验原料及实验仪器 |
| 2.1.1 实验方案 |
| 2.1.2 实验原料 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.2 材料的表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射光谱 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱 |
| 2.2.5 热重分析 |
| 2.2.6 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3 电池的组装及电化学性能测试 |
| 2.3.1 电极片的制备 |
| 2.3.2 扣式电池的装配 |
| 2.3.3 电化学性能测试 |
| 3 过渡金属碳二亚胺材料的制备与储锂性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 过渡金属碳二亚胺的制备 |
| 3.3 电化学性能测试 |
| 3.3.1 电极片的制备和电池组装 |
| 3.3.2 电化学性能测试 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 FeNCN的生长机理研究及生长状态调控改善储钠稳定性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同生长状态的FeNCN的制备 |
| 4.3 电池的组装和测试 |
| 4.3.1 电极片的制备和电池的组装 |
| 4.3.2 电化学性能测试 |
| 4.3.3 非原位测试 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 阴离子团对称性调控改善MnNCN的储锂性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MnNCN中阴离子团对称性调控 |
| 5.2.1 材料制备工艺 |
| 5.2.2 电池的组装和测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及专利成果 |
（7）钛基金属氧化物纳米材料的设计、制备及其在锂硫电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂硫电池简介 |
| 1.2.1 锂硫电池的概述 |
| 1.2.2 锂硫电池存在的问题 |
| 1.2.3 锂硫电池正极材料的研究进展 |
| 1.2.4 锂硫电池隔膜的研究发展 |
| 1.3 钛基金属氧化物简介 |
| 1.3.1 钛基金属氧化物材料的概述 |
| 1.3.2 钛基金属氧化物材料的晶体结构 |
| 1.3.3 钛基金属氧化物材料的制备方法 |
| 1.3.4 钛基金属氧化物在电化学领域的应用 |
| 1.4 本文的研究意义和主要内容 |
| 第二章 TiO_2纳米线/片的制备及其在锂硫电池隔膜改性中的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 不同TiO_2纳米线/片的合成 |
| 2.2.3 不同TiO_2纳米线/片修饰隔膜的制备 |
| 2.2.4 锂硫电池的组装 |
| 2.2.5 材料表征 |
| 2.2.6 电化学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同TiO_2纳米线/片的形貌及结构 |
| 2.3.2 隔膜改性前、后的构效关系研究 |
| 2.3.3 隔膜改性前、后的电化学性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 TiO_2纳米线团的制备及其在锂硫电池正极材料中的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 TiO_2纳米线团及Ti N纳米颗粒团的制备 |
| 3.2.3 S@TiO_2纳米线团复合材料的制备 |
| 3.2.4 电极制备 |
| 3.2.5 电池组装 |
| 3.2.6 材料表征 |
| 3.2.7 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料形貌及晶体结构分析 |
| 3.3.2 材料结构对储硫性能的研究 |
| 3.3.3 正极应用对电化学性能的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（8）铁钛双金属氧化物的制备、微观结构及其储锂性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锂离子电池简述 |
| 1.1.1 锂离子电池的发展史 |
| 1.1.2 锂离子电池的工作原理 |
| 1.1.3 锂离子电池的组成 |
| 1.2 锂离子电池的负极材料 |
| 1.3 双金属氧化物电极材料的研究进展 |
| 1.3.1 纳米材料结构设计 |
| 1.3.2 氧化物的改性 |
| 1.4 本课题的研究意义和主要内容 |
| 第二章 化学试剂、仪器及表征方法 |
| 2.1 透射电子显微学简介 |
| 2.1.1 透射电子显微镜简介 |
| 2.1.2 电子束损伤简介 |
| 2.1.3 原位电子辐照损伤研究 |
| 2.2 实验试剂与仪器 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 电极材料表征 |
| 2.3.1 电极材料结构、组分及孔隙的表征 |
| 2.3.2 电极材料形貌及微观结构表征 |
| 2.4 电池的组装和电化学性能测试 |
| 2.4.1 锂离子扣式半电池组装 |
| 2.4.2 电化学性能测试 |
| 第三章 铁-钛氧化物纳米材料的制备及其电化学性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 工作电极的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的形貌与结构 |
| 3.3.2 电化学性能分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 电子束诱导Fe_2TiO_5纳米颗粒的形貌演变 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的结构和组成 |
| 4.3.2 材料的电子束辐照行为 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 氧空位对Fe_2TiO_5纳米颗粒的电化学性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 工作电极的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的结构及元素组成 |
| 5.3.2 材料的电化学性能测试 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）先进钠/锂离子电池负极的设计与表界面改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 钠/锂离子电池概述 |
| 第二节 锂离子电池简介 |
| 2.1 锂离子电池发展历史 |
| 2.2 锂离子电池的工作原理 |
| 第三节 钠离子电池简介 |
| 3.1 钠离子电池发展历史 |
| 3.2 钠离子电池的工作原理 |
| 第四节 锂/钠离子电池负极材料 |
| 4.1 碳基负极材料 |
| 4.2 钛基负极材料 |
| 4.3 合金型负极材料 |
| 4.4 转化型型负极材料 |
| 第四节 本论文的选题依据和主要内容 |
| 第二章 实验设备和材料表征方法 |
| 第一节 材料制备方法 |
| 第二节 实验药品和主要仪器 |
| 第三节 样品表征仪器 |
| 第四节 纽扣式电池组装 |
| 第五节 电化学测试 |
| 第三章 金属有机框架衍生的Co_3O_4/Co/C纳米笼储锂性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装和电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第四章 由Fe_2O_3的相转变合成中空结构Fe_3O_4及其储钠性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装和电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第五章 自组装合成介晶TiO_2@C-RGO纳米材料及其储钠性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装和电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第六章 多功能阿拉伯树胶粘结剂改善Ni Fe_2O_4纳米管储锂/钠性能研究.. |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料与电极表征 |
| 2.3 电池组装与电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第七章 碳包覆过渡金属硼酸盐储钠性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装与电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 第一节 结论 |
| 第二节 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）水系锌离子电池正极材料MnO2的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水系锌离子电池概述 |
| 1.2.1 水系锌离子电池的发展 |
| 1.2.2 水系锌离子电池的基本结构 |
| 1.3 水系锌离子电池的工作原理 |
| 1.3.1 Zn~(2+)嵌入/脱出反应机理 |
| 1.3.2 H~+/Zn~(2+)嵌入/脱出反应机理 |
| 1.3.3 化学转化反应 |
| 1.4 水系锌离子电池正极材料 |
| 1.4.1 锰基材料 |
| 1.4.2 钒基材料 |
| 1.4.3 普鲁士蓝类似物 |
| 1.5 二氧化锰正极材料的制备方法 |
| 1.5.1 水热法 |
| 1.5.2 共沉淀法 |
| 1.5.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.5.4 微乳液法 |
| 1.6 本论文选题意义及研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 实验原料、仪器与表征方法 |
| 2.1 实验原料和仪器 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料测试与表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 比表面积测试(BET) |
| 2.3 电化学性能表征 |
| 2.3.1 电极的制备 |
| 2.3.2 电池的组装 |
| 2.3.3 恒电流充放电测试 |
| 2.3.4 循环伏安测试 |
| 2.3.5 交流阻抗测试 |
| 3 纳米棒形MnO_2材料的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 制备工艺对MnO_2材料物相与形貌以及电化学性能的影响 |
| 3.3.1 浓度对MnO_2材料物相与形貌的影响 |
| 3.3.2 浓度对MnO_2材料电化学性能的影响 |
| 3.3.3 温度对MnO_2材料物相与形貌的影响 |
| 3.3.4 温度对MnO_2材料电化学性能的影响 |
| 3.4 β-MnO_2材料的电化学性能研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 微米球形MnO_2材料的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 微米球形MnCO_3材料的制备 |
| 4.2.2 微米球形MnO_2材料的制备 |
| 4.3 浓度对MnO_2材料物相与形貌以及电化学性能的影响 |
| 4.3.1 浓度对MnCO_3材料物相与形貌的影响 |
| 4.3.2 浓度对MnO_2材料物相与形貌的影响 |
| 4.3.3 浓度对MnO_2材料电化学性能的影响 |
| 4.4 ε-MnO_2材料的电化学性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 氧化物包覆MnO_2材料的制备及电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 氧化物包覆对MnO_2材料物相与形貌以及电化学性能的影响 |
| 5.3.1 氧化物包覆对MnO_2材料物相与形貌的影响 |
| 5.3.2 氧化物包覆对MnO_2材料电化学性能的影响 |
| 5.4 MnO_2@MgO材料的电化学性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
四、Li_2O—TiO_2系亚稳相的透射电子显微镜研究（论文参考文献）
- [1]新型能源器件的激光微纳加工研究进展[J]. 杨策,程虎虎,曲良体. 中国激光, 2021(15)
- [2]基于改性处理的商业二氧化钛储锂/储钠性能研究[D]. 孔令运. 山东大学, 2021(12)
- [3]原子间相互作用调制NbMoTaW难熔高熵薄膜[D]. 毕林霞. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]TiO2（B）纳米结构的合成、改性及其储锂电化学性能研究[D]. 何峻. 西南大学, 2021(01)
- [5]锂电池百篇论文点评（2020.12.1—2021.1.31）[J]. 乔荣涵,岑官骏,申晓宇,田孟羽,季洪祥,田丰,起文斌,金周,武怿达,詹元杰,闫勇,贲留斌,俞海龙,刘燕燕,黄学杰. 储能科学与技术, 2021(02)
- [6]过波金属碳二亚胺类材料的固相合成与电化学性能研究[D]. 郭鹏辉. 陕西科技大学, 2021(09)
- [7]钛基金属氧化物纳米材料的设计、制备及其在锂硫电池中的应用[D]. 杨明同. 南京邮电大学, 2020(02)
- [8]铁钛双金属氧化物的制备、微观结构及其储锂性能研究[D]. 李思洁. 青岛大学, 2020(01)
- [9]先进钠/锂离子电池负极的设计与表界面改性研究[D]. 周凯强. 福建师范大学, 2020(12)
- [10]水系锌离子电池正极材料MnO2的制备及电化学性能研究[D]. 王志超. 大连海事大学, 2020(01)