Water-in-salt电解液中NiMnO电极的电化学性能研究开题报告

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

由于环境污染日趋严重以及煤、石油、天然气等传统能源匮乏,人类必须直面的严峻课题便是可持续发展高效新能源的开发利用。新能源是在新技术和新材料基础上加以开发利用、相对于常规能源而言的能源,比如地热能、水能、风能、太阳能、潮汐能等可再生无污染的能源。利用新能源需要新技术支持,新能源技术为人类开发新能源提供基础保障。新能源技术主要包括太阳能、氢能、风能、水能、地热能、核能、生物质能应用技术和化学电源技术等。其中化学电源技术即是与能源储存相关的技术和器件。因此高效储能器件在技术发展中起着至关重要的作用,成为科研工作者重点研究对象和关注点[1]

超级电容器是一种介于传统静电电容器与传统电池之间的新型储能装置,和传统的电池相比较,由于具有较大的功率密度、较宽的适用温度范围、较快的充放电速率、长时间的循环寿命、免维护、循环充放电安全系数高、经济绿色环保等优点,其在国防科技和航空航天技术、信息技术、移动通讯等领域都有广泛的应用前景,尤其是近年来新型环保电动汽车的应用,使得超级电容器表现出了前所未有的经济效益和广泛的应用前景[2]。超级电容器本身的性能主要取决于:电解液、电极材料、电容器使用的隔膜等因素[2]

近些年来在国内外学者的努力下水系超级电容器性能有了大幅改善,但是由于受到水系电解液电化学窗口的限制,能量密度普遍偏小,因此大大制约了水系超级电容器的发展[3]。而Water-in-salt电解液,作为一种超高浓度的水系电解液,其中盐的质量和体积远大于水。与传统水系电解液相比,其最大的特点是具有更宽的稳定电压窗口,利用Water-in-salt电解液能够有效地抑制高电压下水的分解,拓宽电极材料的电压窗口,从而可显著提高储能器件的能量密度。Water-in-salt电解液的提出将水溶液的电化学窗口拓宽到3.0V以上,为实现新型高电压水系电容器提供了有利前提保证[3]。因此采用Water-in-salt电解液构建高压水系超级电容器将是满足未来可持续储能标准的最有效策略。

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