碳/二硫化鉬復(fù)合材料的制備及其儲鋰/儲鈉性能研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-29 02:20
MoS2是一種儲量豐富、成本低廉的類石墨烯層狀結(jié)構(gòu)金屬硫化物。因其作為儲鋰/儲鈉材料時(shí)均擁有較高的理論比容量,而被視為非常有潛力的新一代候選能源材料。但較低的導(dǎo)電性、循環(huán)過程中易粉化和活性組分易溶失等問題嚴(yán)重制約了MoS2的電化學(xué)性能。本論文針對上述問題,設(shè)計(jì)并合成了一系列C/MoS2碳納米復(fù)合材料以改善其電化學(xué)儲鋰/儲鈉性能。這些材料包括:石墨烯/MoS2泡沫、石墨烯-碳納米管/MoS2泡沫、石墨烯/MoS2、無定型碳/MoS2、石墨烯-氮摻雜碳/MoS2等復(fù)合材料。研究了熱解法制備MoS2的反應(yīng)機(jī)制,探討了微納米結(jié)構(gòu)、異質(zhì)原子摻雜與電化學(xué)性能之間的規(guī)律與關(guān)系。采用化學(xué)氣相沉積法以泡沫鎳為模板制備出石墨烯泡沫和石墨烯-碳納米管泡沫,再通過水熱法制備出石墨烯/MoS2泡沫和石墨烯-碳納米管/MoS2泡沫兩種電極材料。其中G-CNTs/MoS
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：191 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
T，2H及3R型二硫化鉬的晶體結(jié)構(gòu)示意圖
圖 1-2 MoS2嵌鋰脫鋰機(jī)理示意圖[31]Fig.1-2 The mechanism of the MoS2electrode vs Li/Li+ [31放電曲線中存在三個(gè)放電平臺～1.9、～1.1 和～0%[32]。在 3.0 V 時(shí)，電極組分為非晶態(tài) S8以及金電電壓降至接近 1.9 V 時(shí)，S8分子在 Mo 的催化作i2S8、Li2S7和 Li2S6[33]。當(dāng)電壓降至 1.1 V 時(shí)，長鏈下進(jìn)一步分解為短鏈多硫化鋰 Li2S4、Li2S2和 Li2電至近 0.1 V 時(shí)金屬 Mo 表面原子對 Li+發(fā)生可逆在的大量懸掛鍵對 S 單質(zhì)和長鏈多硫化鋰有一定硫化鋰的導(dǎo)電性和反應(yīng)活性，這也是 MoS2基電極 Li-S 電池電極材料的主要原因[35]�；瘜W(xué)儲鋰材料存在的問題分析經(jīng)歷首次放電過程中的相變和不可逆分解反應(yīng)后i2S 反應(yīng)。部分 MoS2負(fù)極材料因動力學(xué)因素不能
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文MoS2、1T-Na1.0MoS2、1T-Na1.75MoS2。多個(gè)亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)會減緩 ，也會造成部分 MoS2反應(yīng)不完全。Na+會逐步占據(jù)晶體四面體這個(gè)過程中，Mo4+會被還原為 Mo3+，部分 Mo3+會被進(jìn)一步被還這樣會減小 Mo-S 鍵能致使 Mo-S 健變長將 S2-推向 Na+一方oS2中 x 大于 1.75 時(shí)，1T-NaxMoS2的層狀結(jié)構(gòu)會逐步瓦解，晶胞成許多無序的無定型的小結(jié)構(gòu)單元。Mo 原子被“擠出”原有的聚為納米金屬簇，這些金屬 Mo 納米簇小于 1 nm，均勻的散布于，金屬 Mo 會在保持形貌框架的基礎(chǔ)上呈 Z 形鏈狀分布，深度放附 Na+現(xiàn)象不明顯,其反應(yīng)式為：+(4-x) Na++(4-x)e-→ Na+Na2S ( x>1.75, 0.6～0 V vs.Na/Na+) (
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二硫化鉬/石墨烯復(fù)合電極的制備及其儲鋰性能[J]. 陳俊杰,胡雪波,張琴,盧文靜,付磊,艾新平. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2016(01)
[2]鋰離子電池二元硫化物電極材料的研究進(jìn)展[J]. 廖友好,李偉善. 電池. 2014(06)
[3]類石墨烯二硫化鉬在鋰離子電池負(fù)極材料中的研究進(jìn)展[J]. 馬曉軒,郝健,李垚,趙九蓬. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(11)
[4]硫鉬酸銨氮?dú)鈿夥障聼岱纸馍杉{米MoS2的動力學(xué)分析[J]. 馬江虹. 有色金屬. 2005(04)
[5](NH4)2MoS4在活性炭上浸漬過程的研究Ⅱ．干燥機(jī)理及模型[J]. 秦慧芳,張成芳,陸崗,俞豐,朱子彬. 催化學(xué)報(bào). 1994(02)
[6](NH4)2MOS4在活性炭上浸漬過程的研究Ⅰ．浸漬參數(shù)對（NH4）2[J]. 秦慧芳,張成芳,陸崗,俞豐,朱子彬. 催化學(xué)報(bào). 1994(02)
[7]二次鋰電池電極材料非晶態(tài)MoS3的結(jié)構(gòu)研究[J]. 郭常霖,陸昌偉,沈定坤,俞志中. 物理學(xué)報(bào). 1985(10)
碩士論文
[1]MoS2的儲鋰機(jī)制及其改性研究[D]. 曹茹.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
本文編號：2944818
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：191 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
T，2H及3R型二硫化鉬的晶體結(jié)構(gòu)示意圖
圖 1-2 MoS2嵌鋰脫鋰機(jī)理示意圖[31]Fig.1-2 The mechanism of the MoS2electrode vs Li/Li+ [31放電曲線中存在三個(gè)放電平臺～1.9、～1.1 和～0%[32]。在 3.0 V 時(shí)，電極組分為非晶態(tài) S8以及金電電壓降至接近 1.9 V 時(shí)，S8分子在 Mo 的催化作i2S8、Li2S7和 Li2S6[33]。當(dāng)電壓降至 1.1 V 時(shí)，長鏈下進(jìn)一步分解為短鏈多硫化鋰 Li2S4、Li2S2和 Li2電至近 0.1 V 時(shí)金屬 Mo 表面原子對 Li+發(fā)生可逆在的大量懸掛鍵對 S 單質(zhì)和長鏈多硫化鋰有一定硫化鋰的導(dǎo)電性和反應(yīng)活性，這也是 MoS2基電極 Li-S 電池電極材料的主要原因[35]�；瘜W(xué)儲鋰材料存在的問題分析經(jīng)歷首次放電過程中的相變和不可逆分解反應(yīng)后i2S 反應(yīng)。部分 MoS2負(fù)極材料因動力學(xué)因素不能
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文MoS2、1T-Na1.0MoS2、1T-Na1.75MoS2。多個(gè)亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)會減緩 ，也會造成部分 MoS2反應(yīng)不完全。Na+會逐步占據(jù)晶體四面體這個(gè)過程中，Mo4+會被還原為 Mo3+，部分 Mo3+會被進(jìn)一步被還這樣會減小 Mo-S 鍵能致使 Mo-S 健變長將 S2-推向 Na+一方oS2中 x 大于 1.75 時(shí)，1T-NaxMoS2的層狀結(jié)構(gòu)會逐步瓦解，晶胞成許多無序的無定型的小結(jié)構(gòu)單元。Mo 原子被“擠出”原有的聚為納米金屬簇，這些金屬 Mo 納米簇小于 1 nm，均勻的散布于，金屬 Mo 會在保持形貌框架的基礎(chǔ)上呈 Z 形鏈狀分布，深度放附 Na+現(xiàn)象不明顯,其反應(yīng)式為：+(4-x) Na++(4-x)e-→ Na+Na2S ( x>1.75, 0.6～0 V vs.Na/Na+) (
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二硫化鉬/石墨烯復(fù)合電極的制備及其儲鋰性能[J]. 陳俊杰,胡雪波,張琴,盧文靜,付磊,艾新平. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2016(01)
[2]鋰離子電池二元硫化物電極材料的研究進(jìn)展[J]. 廖友好,李偉善. 電池. 2014(06)
[3]類石墨烯二硫化鉬在鋰離子電池負(fù)極材料中的研究進(jìn)展[J]. 馬曉軒,郝健,李垚,趙九蓬. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(11)
[4]硫鉬酸銨氮?dú)鈿夥障聼岱纸馍杉{米MoS2的動力學(xué)分析[J]. 馬江虹. 有色金屬. 2005(04)
[5](NH4)2MoS4在活性炭上浸漬過程的研究Ⅱ．干燥機(jī)理及模型[J]. 秦慧芳,張成芳,陸崗,俞豐,朱子彬. 催化學(xué)報(bào). 1994(02)
[6](NH4)2MOS4在活性炭上浸漬過程的研究Ⅰ．浸漬參數(shù)對（NH4）2[J]. 秦慧芳,張成芳,陸崗,俞豐,朱子彬. 催化學(xué)報(bào). 1994(02)
[7]二次鋰電池電極材料非晶態(tài)MoS3的結(jié)構(gòu)研究[J]. 郭常霖,陸昌偉,沈定坤,俞志中. 物理學(xué)報(bào). 1985(10)
碩士論文
[1]MoS2的儲鋰機(jī)制及其改性研究[D]. 曹茹.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
本文編號：2944818
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