双离子电池的研究与应用

锂离子电池(LIBs)是目前人类必不可缺的储能设备之一,可应用于手机、电脑、数码相机、电动汽车以及智能电网等方面.但由于锂资源的有限及其在地壳中分布不均等问题,导致了锂离子电池的制造成本逐渐增加,因此开发低成本、安全、高性能的新型储能器件迫在眉睫.双离子电池(DIBs)因其具有低成本、高能量密度、环保等优点成为人们的研究热点.本文将从双离子电池机理和结构设计进行分析,阐述双离子电池的应用以及双离子电池目前所存在的问题.     

基于金刚石对顶砧的原位高压霍尔效应技术研究

本文利用金刚石对顶砧和集成技术,建立了原位高压霍尔效应测量方法.通过对Zn Te的高压霍尔效应测量,发现在压力的作用下,电导率随压力增加而增加,但是,不同相的电导率随压力增加的机制却是不一样的,对于闪锌矿相的Zn Te,在常压到6.59 GPa范围内,由于载流子浓度和迁移率同时增加引起了电导率随压力增加而增加,但迁移率的增加对电导率增加的影响大于载流子浓度的增加对电导率增加的影响,而在6.59~9.73 GPa范围内,电导率随压力增加而增加的主要原因是载流子浓度随压力的增加所引起,而且朱砂相和Cmcm相的电导率的增加原因同样是由于载流子浓度的增加所引起.     

多孔Pb基前驱体的构建对钙钛矿薄膜质量及光伏性能的影响研究

钙钛矿薄膜较大的晶粒尺寸、均匀的表面形貌以及较少的缺陷态是获得高效钙钛矿太阳电池的关键因素.采用PCBM修饰致密TiO_2电子传输层(ETL)表面,利用PCBM自身柔韧性促进形成疏松、多孔的Pb基前驱体薄膜,该结构有利于后续MAI溶液的充分渗透并为前驱体反应形成钙钛矿所必经的应力释放和晶体膨胀过程提供充分空间,从而获得高质量的大晶粒钙钛矿光吸收层.另外,将PbCl_2引入Pb基前驱体中可优化得到多孔骨架结构的PbICl前驱体薄膜,且钙钛矿薄膜中存在的非晶态PbCl_2可有效钝化材料缺陷,显著提高薄膜电学特性及整个电池性能.     

复合材料BN-B2O3纳米棒的制备

采用六角氮化硼(h-BN)粉末为原料,通过对h-BN粉末球磨得到BN纳米粉,并在管式炉中对BN纳米粉进行烧结,烧结环境分别为真空和空气.利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究所得样品的结构和成分.结果表明,样品为结晶较好的BN-B2O3纳米棒复合材料.     

CoO@ Ni-Co-S无粘结剂电极材料非对称型超级电容器性能研究

采用水热法和电化学沉积法在泡沫镍上制备了CoO@ Ni-Co-S电极材料,并对其进行了SEM、XRD、XPS表征和电化学性能测试.结果表明:本材料具有较高的电化学性能,在电流密度为1 A/g时,比电容为1 352 F/g;电流密度为10 A/g时,比电容仍能达到1 055 F/g;进一步通过稳定性测试研究发现,在电流密度为2 A/g下充放电2 000次,电容保留率为87%.以CoO@ Ni-Co-S复合材料作为正极,活性炭作为负极构筑非对称型超级电容器,该装置在电流密度为1 A/g时,比电容为209 F/g,操作电压窗口为1. 7 V,功率密度为2. 99 k W/kg时,能量密度可达39. 7 Wh/kg.     

SiTi3的机械合金化制备及特性研究

本文首次报道采用MA方法制备了具有新结构的纳米合金材料SiTi3．通过X射线衍射、透谢电镜、扫描电镜等手段对样品进行了特性研究．     

尖晶石型LiMn2O4的制备及结构研究

将LiNO3和以沉淀法制备的Mn3O4按一定比例混合制成样品，在空气气氛中分别以不同温度（300℃，400℃，500℃和700℃）进行烧结合成。利用差热－热重分析、X射线衍射、电子能谱及Raman光谱等测试手段对材料的结构及其随烧结温度变化情况进行了研究。首次观察到尖晶石型LiMn2O4的Raman特征峰。研究表明，低温烧结得到的样品为富氧的尖晶石型LiMn2O4；随着烧结温度的升高，结构中多余的氧逐渐放出，晶胞参数增大，晶体的结合能和晶格振动能增强。     

纳米ZnO材料的合成及其光催化应用

纳米氧化锌(ZnO)作为一种半导体金属氧化物功能材料,它的诸多特性如荧光性、光催化活性、紫外激光发射、紫外线吸收、光电及压电性等被人们陆续发现并广泛应用于荧光体、高效催化剂、紫外线遮蔽材料、气体传感器、图像记录材料及压电材料等多个领域.ZnO由于其绿色、环保和高效等优点,近年来在环境污染控制方面受到人们的广泛关注.通过合成技术和条件控制纳米ZnO材料的粒径、表面态和形貌等参数可以提高光催化材料的光催化活性和量子产率.本文综述了本课题组对纳米ZnO材料的合成技术及其在光催化领域的应用研究,主要探讨了影响纳米ZnO材料光催化性能的相关参数.     

WSe2纳米颗粒的制备及表征

采用固相反应法用W粉和Se粉为原料,高能球磨压片后,在Ar气氛中反应合成WSe2纳米颗粒。研究结果表明,当退火温度高于400℃时,样品为WSe2的六方晶相。考察了反应温度、球磨时间、气流量大小和保温时间对合成反应的影响,并发现保温时间的加长并没给结晶带来有益的影响,而延长球磨时间能明显降低颗粒尺寸。     

生长时间对ZnO纳米棒形貌和光学性能的影响

在低温条件下，利用化学溶液沉积法（CBD）成功在Si（100）衬底上生长出近一维ZnO纳米棒阵列．采用X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和光致发光谱（PL）对样品进行结构、形貌和光学性能分析．结果表明：产物为结晶良好的六角结构晶体．随着生长时间的增加，ZnO纳米棒的尺寸随之增大．PL测试表明产物有较好的光致发光性能，并且随着纳米棒尺寸的减小，紫外发射峰发生蓝移现象．