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毕业论文网 > 文献综述 > 材料类 > 新能源材料与器件 > 正文

AgVO3纳米线的制备及其锌离子电池的研究文献综述

 2020-04-15 21:20:21  

1.目的及意义

锂离子电池自1992年索尼公司商业化以来,经过近30年的发展,已经具有了极为广泛的应用范围,其便携性、高容量等特点更是受到人们的喜爱。但是锂离子电池电解液常为有毒且易燃烧的有机溶剂;而且锂这种金属极不稳定,在空气中极易与氧气和水反应;在锂离子电池的密闭空间中,极易发生爆炸,因此其安全性已经受到人们的质疑。尤其是2016年三星Note 7因其锂离子电池设计问题而产生的大规模爆炸事故,更是使这种质疑达到了顶峰。一种更加安全可靠的电池就更加受到人们的期待。水系锌离子电池就满足这些条件,对其研究和开发也提上了日程。

水系锌离子电池顾名思义就是锌金属做为电池负极,水溶液做为电解液的一种电池。相较于锂离子电池锌离子电池具有以下四方面的优点:

(1)锌离子电池不仅具有高能量密度,而且具有高功率密度;其功率密度最高可达12kW/kg,远远高于市场上的普通电池,同时其能量密度最高可达320Wh/kg,在其同类电池的比较中也遥遥领先;

(2)锌离子电池具有良好的倍率性能。即锌离子电池既可以在大电流密度下快放电,也可以在小电流密度下慢放电;

(3)成本低廉。因其电解液为水系,故锌离子电池的制作工艺较为简单,在空气中就可以组装,而不用像锂离子电池那样需在保护气体中进行组装,这就使得锌离子电池的制造费用大大降低。同时,锌做为一种金属其储备量是比较高的,是除铁之外价格最低的金属。这低廉的成本可以使其大规模的应用。

(4)锌离子电池污染更小。锌离子电池的电解液采用近乎中性的硫酸锌、醋酸锌水溶液(pH在5~7之间)。金属锌与其无机盐是无毒的,在电池的生产及应用过程中,不会有污染物产生。因此,锌离子电池属于绿色环保电池。更加符合绿色化学概念。

具有高能量密度、高功率密度、放电过程高效安全、电池材料无毒廉价、制备工艺简单等优点使得锌离子电池在大型储能等领域具有很高应用价值和发展前景。

锌离子电池的负极材料为金属锌,电解液多为硫酸锌或醋酸锌;而对锌离子电池的研究主要集中在正极极材料,目前还处于起步阶段。在国内外有报道的正极材料有二氧化锰、五氧化二钒和金属铁氰化物等。可以说寻找合适的正极材料已经成为研究的重点,而钒基材料由于具有较低的成本、层状的开发框架和高的比容量、长循环性能等优点,已被视为极具应用前景的水系锌离子正极材料。因此本项目拟对AgVO3纳米线的构筑设计及其储锌机制进行研究,表征材料物相、形貌、元素化学环境,并研究其对锌离子存储的有效性能。

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2. 研究的基本内容与方案

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1 基本内容

材料制备:以V2O5为基本材料,通过水热法、高温烧结法等方法制备AgVO3正极材料。

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