發(fā)布時(shí)間：2020-07-18 16:39

【摘要】：隨著不可再生能源的不斷消耗和不完全使用,全世界面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。作為一種高效清潔型儲(chǔ)能器件,鋰離子電池的使用備受矚目。過(guò)渡金屬硫化物MoS2有著類似石墨的層狀結(jié)構(gòu),其理論容量為-670 mAh g-1,比石墨電極理論容量(372 mAh g-1)高將近一倍,因此,將MoS2替代石墨電極作為鋰離子電池負(fù)極材料已成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。然而,MoS2較低的電子／離子電導(dǎo)率及其在脫嵌鋰過(guò)程中產(chǎn)生的嚴(yán)重的體積膨脹效應(yīng)極大地降低了其循環(huán)穩(wěn)定性；此外,在電池反應(yīng)過(guò)程中,MoS2與Li+發(fā)生反應(yīng)生成難溶的Li2S,Li2S易催化電解液的分解,形成較厚的聚合物層,導(dǎo)致不可逆的容量損失。因此,如何提高M(jìn)oS2的循環(huán)穩(wěn)定性并且保持其高的容量,成為MoS2作為鋰離子電池負(fù)極材料研究的關(guān)鍵。本文從兩方面出發(fā),將MoS2與碳復(fù)合制備復(fù)合材料,探討碳源、制備方法對(duì)復(fù)合材料微觀形貌、電化學(xué)性能的影響,主要包括：(1)采用水熱法,分別以葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉為不同的糖類有機(jī)碳源合成MoS2/a-C(無(wú)定形碳)復(fù)合材料,探討了成MoS2/a-C復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)理以及不同有機(jī)碳源對(duì)材料電化學(xué)性能的影響規(guī)律。對(duì)樣品的電化學(xué)性能研究表明,相比純MoS2,MoS2/a-C復(fù)合材料的比容量更高、循環(huán)性能更穩(wěn)定。其中以葡萄糖為碳源制得的MoS2/a-C-1表現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)性能,在100 mA g-1的電流密度下循環(huán)100次后仍然有863 mAhg-1的比容量。(2)采用水熱法,選取十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為輔助劑,并經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的熱處理合成MoS2/C復(fù)合材料,討論了CTAB的添加量對(duì)材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu)的重要影響。結(jié)果表明,CTAB加入以后MoS2/C復(fù)合材料呈球狀納米花狀,其中添加0.05 g CTAB后制得的樣品MoS2/C-NF-0.05表現(xiàn)出最高的比容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性,首次放電比容量達(dá)到730 mAh g-1,在100 mA g-1的電流密度下循環(huán)100次后穩(wěn)定為415mAhg-1。(3)采用熱還原法,以(NH4)2MoS4為鉬源和硫源,Si02納米球?yàn)槟０?CTAB為表面活性劑和碳源合成了不同形貌的MoS2/C復(fù)合材料,并對(duì)其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能做了系統(tǒng)研究,其中同時(shí)添加0.1gSiO2和005 g CTAB制得的樣品MD-So0.1-Co.o5的電化學(xué)性能最優(yōu)異,在100 mAg-1的電流密度下循環(huán)100次后仍然有982 mAh g-1的比容量。通過(guò)不同的對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)比SiO2納米球模板和CTAB對(duì)材料形貌、生長(zhǎng)機(jī)理和電化學(xué)性能有重要影響。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912;TB332

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬曉軒;郝健;李W

本文編號(hào)：2761152