自支撑金属掺杂石墨烯复合多孔碳材料的储锂应用开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

在当今社会中,随着5G商用的推进、各种电子便携式设备的飞速发展以及电动汽车( HV) 和混合动力汽车( HEV) 对于二次电池的需求量越来越大,性能要求也越来越高。巨大的社会需求持续推动着高性能锂电池材料的研究和开发。传统电池的能量密度已经难以满足人们日益增长的需求,发展新型、高能量密度储锂器件已经是大势所趋,因此对储锂材料的研发具有十分重要的意义。

商用锂离子电池(LIBs)最初由日本索尼公司,在20多年前开发,使用层状化合物,钴酸锂(LiCoO2)作为阴极(正极),石墨(C)作为阳极 (负极)材料,非水Li离子传导介质作为电解质。显然,LIB阴极不仅必须含有Li,还必须含有化合物或复合物形式的过渡金属。LIB重量轻,工作电压约为3.6 V,单电池(电池)的可交付容量范围为700至2400mA·h,广泛应用于手机,笔记本电脑等现有的便携式电子产品,在医疗行业中用于除颤器,心脏起搏器等,以及用于存储光伏产生的直流电的航空航天工业。 LIB通常以0.2-1C的电流速率充电和放电,这意味着电池的全部容量分别在5-1h内存储或使用。 LIB的通常操作温度(T)范围是15-60℃。在T lt;15℃时,容量变低,而在Tgt; 60℃时,电极/电解质材料的缓慢降解在一段时间内凝固。由于在能源领域的整体情况下处理能量储存方面的主题的重要性,并且全球大量研究小组在LIB领域工作,因此已有五个相关期刊定期出版,大量的评论文章也已经发表。为了满足高性能锂电池标准,科研人员已经并且正在全世界范围内进行研究以寻找基于廉价且环境友好的化合物的替代电极材料,其可以在不同于Li嵌入 - 脱嵌反应的原理上起作用。

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