CNTs@TiO2复合材料的制备与电化学性能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iqwin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锐钛矿相TiO2是锂离子电池最主要的负极材料之一,因其成本低、稳定性好、安全性高、循环寿命长、以及良好的理论容量而受到广泛关注。但是锐钛矿相TiO2的低电导率和较低的锂离子扩散系数限制了其电化学性能,特别是在高充放电倍率下的性能。为了提高锐钛矿相TiO2的倍率性能,本文采用丙三醇-乙醇混合醇为溶剂,通过溶剂热及进一步煅烧法制备了不同CNTs含量的CNTs@TiO2复合材料,研究了溶剂热反应过程中丙三醇的作用以及煅烧温度对其电化学性能的影响,并在此基础上,加入嵌段式聚醚(F127)进一步改善CNTs@TiO2复合材料的电化学性能,运用扫描电镜、高分辨透射电镜、X射线衍射仪、恒流充放电等测试方法对制备的CNTs@TiO2复合材料的结构与性能进行了分析,主要研究结果如下:(1)溶剂热过程中丙三醇既充当溶剂又作为反应物与钛酸四丁酯(TBT)反应,生成前驱体产物Ti Gly,并且丙三醇的高粘度在CNTs表面包覆TiO2的过程中起着重要作用。随着复合材料中CNTs含量的增加,复合材料的比表面积逐渐增大,CNTs表面的TiO2包覆层更加均匀。当CNTs含量增加到42 wt.%时,CNTs@TiO2复合材料的比表面积为265.7 m~2·g-1,具有优异的倍率性能与稳定的循环性能,在1C、2C、5C、10C、20C、30C、40C充放电倍率下比容量分别为248、228、225、212、200、194、191 m Ah/g,即便充放电倍率高达50C和60C时,比容量仍能达到187和184 m Ah/g;在10C下充放电循环1000次后,容量保持率高达90.1%。其优异的电化学性能得益于CNTs在复合材料中形成的电子和离子快速导电网络以及高比表面积引起的赝电容的协同作用。(2)随着煅烧温度的提高,CNTs@TiO2复合材料中锐钛矿相TiO2的结晶度显著增加,TiO2晶粒增长使得颗粒粒径增加,促进了TiO2颗粒之间的团聚,导致复合材料比表面积下降,从而降低了赝电容主导的表面储锂能力,而颗粒较大的TiO2电化学性能较差,因此,煅烧温度升高后CNTs@TiO2复合材料的倍率性能与循环性能大幅下降,350℃低温煅烧后的复合材料具有最佳的电化学性能。(3)随着F127加入量的增加,CNTs@TiO2复合材料表现出更好的电化学性能,其中,F127加入量为0.06 g时复合材料具有优异的倍率性能与稳定的循环性能,在1C、2C、5C、10C、20C、30C、40C、50C、60C下的比容量分别为225、211、186、166、151、144、137、132、130 m Ah/g;在10C倍率下充放电循环1000次后,容量保持率高达92.2%。当F127加入量进一步增加到0.08 g时,复合材料的电化学性能提升并不明显,表明F127在体系中的作用是有限的。CNTs@TiO2复合材料电化学性能的提升可能是由于F127在溶剂中溶解后形成的胶束与溶剂热前驱体产物TiGly之间的包裹组装作用。
其他文献
非物质文化遗产存在于以人为本的生活方式中,是先民在日常生活中不断积累而保存下来的文化财产,因此不可中断。本文所研究的华佗五禽戏就是我国非物质文化遗产项目,同时它的传承与发展能够给全民大众带来健康,因此我们需要对其进行更加深入的保护。与此同时,我们根据国家健康政策:由第十八届五中全会提出“健康中国”开始,到如今的第十九届五中全会会议公报中,明确强调要建成文化强国、教育强国、人才强国、体育强国、健康中
当今世界正处于城镇化浪潮中,高速度、大规模的城镇化建设带来了剧烈的土地利用变化,环境污染加剧、资源约束趋紧等问题日益突显,进而引发城市生态承载力危机。若不对这些问题进行科学识别并采取有效措施,将严重制约城市的可持续发展。在我国新型城镇化和生态文明建设的时代背景下,准确衡量土地利用变化对城市生态承载力的影响显得尤为紧迫和重要。但目前有关土地利用变化对生态承载力的影响研究还相对欠缺。基于此,本文根据“
随着大量软件的开发使用,软件中潜在的,未被测试的错误会严重影响软件的质量。通过对软件缺陷技术的研究,可以在一定程度客观地评估软件可靠性。本文着重研究了软件缺陷预测中异构软件缺陷预测技术。异构软件缺陷预测旨在通过重用源项目中的数据集来为目标项目建立缺陷预测模型,其中源项目数据集和目标项目数据集共同特征很少甚至没有。本文的主要工作如下:(1)研究并使用了自编码器降维技术。数据集中冗余或无关特征在一定程
成渝地区一直以来都在我国西部地区乃至全国城市群的建设中占据重要地位。在2020年1月3日,中央财经委员会第六次会议明确提出,推动成渝地区双城经济圈建设,在西部形成高质量发展的重要增长极。可见国家对于成渝地区双城经济圈经济发展的重视。在新的发展背景下,成渝地区双城经济圈迎来了新的发展机遇,一体化发展日益渐进,肩负着形成高质量经济增长极的发展重任,但是距离其发展规划目标仍有较大差距,区域经济发展过程中
随着美国税法变革的顺利施行,以减税领头吸引资金的国际税收竞争,已经全面展开。面对全球经济下行的趋势,这轮减税浪潮,将中国税制改革推到了风口浪尖。中国自2016年“营改增”之后,取消营业税,增加增值税抵扣链条,减少对企业的重复征税,其国家税收竞争力取得了一定的进步。此外,随着中国“减税降费”的实施,在一定程度上缓解了全球经济下行及减税风暴带来的不利影响。但与世界发达国家相比较,中国国家税收竞争力水平
驾驶员是道路交通安全的主导者,90%交通事故发生的原因均与人的因素有关。其中,驾驶员疲劳造成的交通事故给社会带来了严重的生命财产损失。各国研究者针对驾驶疲劳和驾驶风险开展了大量的研究,研究表明在疲劳状态下驾驶员的驾驶表现会下降,但目前还未对驾驶疲劳造成的驾驶风险进行量化评估,且以往针对驾驶风险的研究忽视了对驾驶员状态和周围环境的考虑。因此,本文设计了驾驶员不同疲劳状态下驾驶风险等级评估实验方案,基
用过早餐,我们登上班车,沿着拉林高速向西藏小江南林芝驶去。但见宽阔的谷地甚为平坦,加之雨热同季,小麦葱绿,油菜金黄。公路两边垂柳青青,靠边山上林丰草绿,村庄小楼扎堆,依山傍水而建,一派生机盎然气象。随着班车远离拉萨,小麦渐少,青稞出现,逐渐过渡成草原。拉萨河也由滔滔大河递减为涓涓细流,终成小溪。班车离开拉林高速,驶入318国道。此时路边草毡房散落,牛羊无绳马无缰,漫山遍野散游。车外淅淅沥沥下起雨,
期刊
作为事件的辛亥革命已然结束于百余年前,而作为叙述对象的辛亥革命却一直持续至今,成为中国近现代史上重要的政治文化现象。一百多年的历史长河中,产生了无数解读立场、叙述角度、历史观念各异的辛亥革命叙述文本。其中,教科书则是一个极其重要且十分独特的文本。本文以民国时期中小学教科书为主要素材,对这一时期的辛亥革命叙述作一微观的历史考察,力图呈现出作为叙述对象的辛亥革命蕴藉的丰富内涵和不同面相,进而揭示历史叙
房地产业高管人才是企业实力竞争的关键支撑,随着行业进入深耕式的发展模式,高管人才本身的创新性和开拓性成为驱动房地产企业在新时代转型发展的重要推力。行业的变化也催生了人才资源的加速流动,高管人才的跨城市和跨企业自由流动对于实现人才自我提升、盘活企业组织结构及推进地方引才聚才均起到关键作用,同时也产生了更大的经济效益和社会效益。而个人流动轨迹汇聚形成的整体流动格局也是服务于国家人才战略的重要组成。论文
杨木作为速生林主要树种,存在强度低、材质差等缺陷,严重限制了其高效利用。因此,对速生杨进行改性,赋予其高附加值,对于缓解木材供需矛盾、减少能源消耗、推进整个社会的可持续发展,具有重要的学术和现实意义。本论文以速生杨木为原材料,采取多步改性工艺,开发出高强度、多功能的木材基复合材料,通过结构表征和性能测试,阐述木材结构、功能的改性原理。并且,对木材进行整合,制备单板层级材,为木材高附加值利用提供新方