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Nanowires are promising candidates for energy storage devices such as lithium-ion batteries, su- per(:apa.citors and lithium-air batteries. However, simple-structured nanowires have some limitations hence the strategies to make improvements need to be explored and investigated. Hierarchical nanowires with enhanced periormanee have been considered as an ideal candidate for energy storage due to the novel structures and/or synergistic properties. This review describes some of the recent progresses in the hierarchical nanowire merits, classification, synthesis and performance in energy storage applieat, ions. Herein we discuss the hierarchical nanowires based on their structural design from three major categories, including exterior design, interior design and aligned nanowire assembly. This review also briefly outlines the prospects of hierarchical nanowires in morphology control, property enhancement and application versatility. 相似文献
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Si基负极材料具有比容量高和嵌锂电势低等优点,已成为提高锂离子电池能量密度的关键材料.但其巨大的体积膨胀和与电解液间的副反应造成了严重的界面问题.本文从硅负极界面的定义出发,对界面问题、成因和形成机制进行了综合评述;并分别从结构优化、人工界面构筑、电解液配方优化和固态电池中的界面问题4个方面阐述了硅基负极界面工程的发展现状;最后,对硅基负极界面问题的解决方案进行了总结与展望. 相似文献
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钒氧化物纳米管的合成、结构及电化学性能 总被引:2,自引:0,他引:2
采用流变相-纳米自组装新方法合成了钒氧化物纳米管(VOx-NTs),并通过XRD,SEM,TEM,Raman,ESR,TG-DTA,XPS及模拟电池等技术手段对产物的结构和性能进行了表征和测试.结果表明,产物主要由钒氧化物纳米管组成,纳米管长为1~10μm,直径为30~100nm.纳米管壁由3~10个VOx层构成,层间距为3.53nm.Raman光谱反映了V-O的伸缩或弯曲振动,层状微结构的晶格振动及模板剂的有机基团振动.无明显精细结构的室温ESR谱证明了V4+的存在,根据TGA和XPS求得产物中V的平均化合价约为+4.30.VOx-NTs正极材料初始充电容量达到404mA.h/g,放电容量为383mA.h/g,50次循环后放电容量衰减至180mA.h/g,可归因于充放电过程中VOx-NTs正极材料在电解液中的溶蚀作用及复合电极中“孤岛效应”的产生. 相似文献
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随着能源问题的日益突显,开发新型多功能材料以满足能源存储与转换应用的需求变得尤为重要.在众多功能材料中,复杂中空结构材料由于其独特的结构和物理化学特性而备受关注.本文综合评述了复杂中空结构材料的普适性构筑方法(硬模板法、软模板法、自模板法、次序模板法和选择性刻蚀法)及在能源方面的应用(锂/钠/钾离子电池、锂硫电池、超级电容器、电催化、光催化及染料敏化电池等).最后,对复杂空心结构研究领域存在的问题及未来的发展方向进行了展望. 相似文献
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制备了一种空心碳球负载二硫化硒(SeS2@HCS)复合材料作为锂离子电池正极材料。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)以及氮气吸脱附测试(BET)等对产物形貌、组成和结构进行了表征。实验结果显示,采用模板法结合化学聚合法可以合成形貌均一、单分散的空心碳球;其直径约为500 nm,壁厚约为30 nm。进一步采用熔融灌入法可以得到空心碳球负载二硫化硒复合材料。将所制备复合材料组装成电池进行电化学性能测试,与原始二硫化硒块体材料相比,SeS2@HCS复合材料具有更高的初始容量(100 mA·g-1电流密度下,初始放电容量为956 mAh·g-1)和更长的循环寿命(100 mA·g-1电流密度下,循环200圈),同时显示出更优异的倍率性能。研究结果表明该复合材料是一种具有应用前景的新型锂离子电池正极材料。 相似文献
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作为锂离子电池正极材料,层状钒氧化物具有优异的物理特性和良好的储锂性能,因此被广泛研究与应用于工业生产与日常生活的各个方面.然而,在脱嵌锂的过程中,V2O5凝胶等层状钒氧化物的层状结构存在“晶格呼吸”现象.这种现象导致了电极材料的钝化,并进一步导致电池容量快速衰减.采用了原位X射线衍射(XRD)来研究一种层状钒氧化物(VOx)在充放电过程中的“晶格呼吸”现象,揭示了其独特的相变过程.在充放电过程中,原位XRD对应的二维衍射图显示出三个不同的阶段,分别对应三个固溶反应.放电过程中,三个阶段的衍射峰都向高角度偏移,表明在锂离子嵌入过程中,VOx的层间距存在持续收缩过程.(001)层间距大小随充放电过程的变化图进一步证明了这三个过程的不连续性.这些发现揭示了这类材料在电极反应过程中的晶体结构变化规律以及造成其容量衰减的原因. 相似文献
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基于国内外最新研究进展及本课题组的研究工作, 综述了纳米材料的化学锂化与电活性研究进展. 首先介绍了钼氧化物、钒氧化物、硒化物等高容量纳米材料的制备和锂化过程的化学问题;然后介绍了单纳米线器件及纳米线锂离子电池的组装、化学锂化与电活性等的最新进展. 指出单纳米线(带、管等)器件组装、锂离子迁移原位检测、有序阵列或复杂结构设计构筑以及锂化机理、静电耦合、锂离子迁移与界面作用等相关性的研究将是更深入探索纳米材料化学锂化与电活性的关键问题, 对纳米锂离子电池材料研究领域的发展起到促进作用. 相似文献
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