【摘 要】
：
经济的高速发展带来的能源短缺与环境污染等问题迫使人们急切的开发利用绿色可再生能源替代传统能源,因此,近年来太阳能、风能、潮汐能等绿色可再生能源受到了大量关注。但是这些能源间歇性的本质,使得高性能储能装置的开发至关重要。超级电容器因其功率密度高,充电速率快,工作电压窗口宽以及循环寿命长等优点,在全球受到了广大科研工作者和储能器件企业的广泛关注。高性能电极材料的开发与优化是提升超级电容器储电性能的关键
论文部分内容阅读
经济的高速发展带来的能源短缺与环境污染等问题迫使人们急切的开发利用绿色可再生能源替代传统能源,因此,近年来太阳能、风能、潮汐能等绿色可再生能源受到了大量关注。但是这些能源间歇性的本质,使得高性能储能装置的开发至关重要。超级电容器因其功率密度高,充电速率快,工作电压窗口宽以及循环寿命长等优点,在全球受到了广大科研工作者和储能器件企业的广泛关注。高性能电极材料的开发与优化是提升超级电容器储电性能的关键。本文以泡沫镍为基底,通过水热反应,合成了NiCo双层氢氧化物和NiCo硫化物电极材料,并通过低温煅烧、酸洗等方法在电极表面构筑了丰富的阳离子缺陷,从而有效提升了材料的电容性能。具体研究内容如下:（1）富阳离子缺陷NiCo双层氢氧化物（D-NiCo-LDH/NF）电极材料的制备。通过水热反应在泡沫镍基底上生长NiCo-LDH前驱体,并利用其记忆效应,通过低温煅烧与二次水热的方法制备了富含Co离子缺陷的D-NiCo-LDH/NF电极材料。使用SEM、TEM、EPR、XRD等方法对电极材料进行表征分析,并在电化学工作站上对材料的电化学性能进行了测试。在1 A/g的电流密度下,D-NiCo-LDH/NF拥有3200 F/g的比电容,明显高于无缺陷的NiCo-LDH（2500 F/g）。以D-NiCo-LDH/NF为正极,活性炭为负极组装的混合型超级电容器在功率密度为752 W/kg时,能量密度为53Wh/kg,且经过5000次循环之后,器件仍然保持着94.7%的容量。（2）富阳离子缺陷NiCo2S4（v-NiCo2S4-8,8表示酸洗时间）电极材料的制备。通过水热反应先在泡沫镍上合成NiCo Mg-LDH前驱体,根据Mg S在热水中无法稳定存在的特点,以硫代乙酰胺作为硫化剂通过水热反应将NiCo Mg-LDH转变为NiCo2S4@Mg（OH）2,再将NiCo2S4@Mg（OH）2置于硫酸铵溶液浸泡8 h洗去其中Mg2+得到富含阳离子缺陷的v-NiCo2S4-8电极材料。使用TEM、SEM、EPR、XRD等方法对电极材料进行表征分析,并在电化学工作站上对材料进行电化学测试。在1 A/g的电流密度下,v-NiCo2S4-8拥有2437 F/g的比电容,以其为正极,活性炭为负极组装的混合型超级电容器经过5000次循环之后,仍然保持93.6%的容量。
其他文献
永磁同步电机作为新能源电动汽车的核心部件,其高效运行可以大幅提升新能源电动汽车的续航里程。为提高永磁同步电机效率,本文提出一种基于跟踪微分器预测电流效率优化控制策略。该策略分析损耗功率与d轴电流的极值关系,重构损耗功率方程,简化算法和减少参数依赖性,并将损耗功率作为给定输入信号,利用微分跟踪器实时求解其微分信号,得到最优d轴电流给定参考值。仿真和实验从动态性能、鲁棒性分析和效率提升效果等方面验证了
癫痫是一种最常见的危及生命且具有挑战性的神经系统疾病。目前,基于脑电图（electroencephalogram,EEG）数据的癫痫检测方法依然存在很多挑战:脑电信号存在极大的不平衡性,非癫痫数据占比较多,癫痫数据占比较少;脑电波信号具有非稳态且多样性的特征;人工检测脑电信号耗时耗力,误判率高,而且不同的医务人员检测出来的结果也不尽相同;临床的原始EEG数据经常会包含多种噪音和生理伪迹,干扰癫痫检
锂离子电池具有高能量密度、低自放电率和相对较长的使用寿命等特点,已广泛应用于电池储能系统（Battery Energy Storage System,BESS）。电池的健康状态（State Of Health,SOH）的准确预测对于保证BESS的安全运行至关重要。然而,锂电池的标准充放电模式并不能反应锂电池在实际应用中的运行状况。因此,进行随机放电工况下电池的SOH预测研究十分重要。利用美国国家航
随着制造业的不断转型升级,工业生产中“机器人换人”的趋势日益明显。分拣作为工业机器人重要应用领域之一受到了越来越多的重视和研究。由于传送带上的目标物在分拣过程中是不断运动的,因此目标物识别、定位和分拣对实时性、准确性的要求较高。本文针对目标物点云数据的快速处理和机器人动态抓取技术做了深入的研究,实现了动态目标物的尺寸测量、定位与抓取。在获取目标物点云数据的过程中,本文利用帧内、帧间聚类算法实现点云
人类的生产生活与热能利用密切相关,为了提高能源利用效率,解决热能供需间的不匹配问题,高性能储热材料的开发迫在眉睫。硝酸盐是目前被广泛应用的高性能相变材料之一,其成本低、储热密度大,在太阳能热利用,工业余热回收等领域应用前景广阔,但是仍存在液态泄露等问题,定型复合相变储热材料的开发可在一定程度上缓解这一问题。然而现有定型复合相变储热材料中基体材料的制备需要消耗大量的能源与天然矿物。为了进一步解决硝酸
淡水短缺作为全球危机之一,推动各国纷纷制定了可持续发展的水资源战略规划。在众多的获取淡水技术中,太阳能蒸发水技术,因其耗能低、环境友好、效率高等特点,被认为是最有应用潜力的绿色可持续发展技术之一。高效的光热蒸发器是实现最大化太阳能-水蒸汽转化效率的关键。虽然目前人们已开发了多种蒸发器,但是在制备成本、稳定性、太阳能高效转换、耐盐耐污染等方面还存在很大挑战。本论文选用来源广、成本低的淀粉作为合成蒸发
作为影响车辆行驶安全性和舒适性的关键部件,悬架在汽车底盘中有着举足轻重的地位。被动悬架由于其参数的不可调性,在发挥其性能方面局限性太大,主动悬架因其独特的能够产生主动力的作动器,可以实现悬架性能随路况的自适应调节,极大改善了汽车行驶平顺性和操纵稳定性。对于主动悬架系统的研究重点往往在它的控制器上,控制算法的开发尤为重要。本文针对主动悬架开发过程中关键一环——控制策略仿真试验,以1/4悬架为研究对象
近年来,二氧化钛（TiO2）由于在清洁能源获取和环境保护等领域的应用潜力,在实验和理论方面都引起了广泛的关注。纯锐钛矿相TiO2本身就具有诸多优点,如n型导电性质、光腐蚀的稳定性、无毒且含量丰富、催化活性高等,但是,它的宽带隙（3.2e V）降低了其充分吸收太阳光的可见光区域（该区域占太阳光能量的45%）;此外,纯锐钛矿相TiO2的光生电子-空穴复合效应很容易发生,导致大部分光生载流子不能迁移到有
高炉煤气余压透平发电装置（Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,TRT）是一种利用煤气高压高温进行能源回收的装置,能够为世界各国在节能减排和减少大气污染方面提供有效的处理方式。目前对于TRT的故障诊断多停留在关于机组振动产生的故障,而对于非振动所引起的故障研究较少。因此,本文从非振动导致故障的分析入手,采用神经网络中的技术手段对高炉液压伺服系统进行
随着世界淡水资源的短缺,水污染问题的日益突出,清洁水生产技术得到快速发展。太阳能驱动水蒸发被视为是一种绿色、有效的可持续应用技术之一,受到了人们的广泛关注。目前,对于太阳能驱动水蒸发技术的研究越来越多,相关报道也层出不穷,但仍然存在一些问题,主要包括有:成本高、蒸发效率低、工艺复杂以及不适用于复杂环境。因此,通过简单工艺设计具有优异光热性能的光热材料以及多功能应用的太阳能蒸发器是有必要的。本文通过