摘要：二氧化锰(MnO_(2))材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO_(2)负载在Ti_(3)C_(2)T_(x)表面形成Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)、2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)+0.1 mol·L^(-1) MnSO_(4)、30 mol·L^(-1)三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^(-1)三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^(-1) ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^(-1) TEAOTf+1 mol·L^(-1) ZnOTf),不仅提高了Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。

摘要：锂-硫电池由于具有高比能量以及硫廉价易得等优势而受到人们的广泛关注.但其实际应用仍面临着来自于正极、电解液以及负极等方面的诸多挑战,具体包括硫正极的溶解、多硫化合物的"穿梭效应"及金属锂负极的枝晶问题.本文以课题组近期的研究结果为主线,综述了近两年来关于锂-硫电池的研究进展,重点探讨了碳硫复合物正极、硫化锂正极、复合隔膜设计和电解液方面的研究进展,并总结了各方面存在的问题.

摘要：以水溶液为电解液的水系锂离子电池体系因其功率高、安全性好且成本低廉得到广泛的研究。由于水系电解液的电化学窗口较窄(≈1.23V),在选择水系锂离子电池正极材料时便受到了一定的限制。尖晶石锰酸锂LiMn_2O_4由于合适的充放电电压平台和较好的热稳定性,而且来源广、成本低、合成工艺简单、环境友好等特点,被认为是最具发展前景的水系锂离子电池正极材料。然而LiMn_2O_4在充放电过程中锰溶解导致电池较差的循环稳定性,这在很大程度上限制了其应用。LiMn_2O_4在水系电解液中的循环稳定性,尤其是高温下的循环稳定性,需要研究者深入探究。围绕LiMn_2O_4材料的合成与结构设计,研究了其在水系电解液中容量衰减机理,并基于LiMn_2O_4正极材料建立了一系列具有优异电化学性能的新型水系储能体系。

摘要：水系钠离子电池具有高安全、无污染、低成本和长寿命等特点,能够满足大规模储能系统的要求,作为可再生能源(光能和风能等)开发利用和智能电网构建的关键技术之一,对其的研究与产业化越来越受到关注。本文对水系钠离子电池的发展历程、原理、材料体系与产业化现状等方面进行综述,同时也简略地介绍国内外的示范和应用实例,并指出未来关键技术与产业化发展的方向。水系钠离子电池经过近年来的快速发展,已经开发出一系列具备高比容量和高循环稳定性的正负极电极材料;通过对电池体系的设计与优化,在提高能量密度和降低制造成本上也取得了成果,其产业化已经初具规模。虽然该电池技术的研发和产业化时间还很短,还面临诸多挑战,但已经在实际应用中取得了良好的结果,表现出强大的应用潜力。