鉬基金屬硫化物及氧化物由于其具有較高的理論比容量,被認為是極具應(yīng)用潛力的鋰離子電池負極材料。然而,鉬基金屬化合物在應(yīng)用為鋰離子電池負極材料時存在導(dǎo)電性能差、體積膨脹等問題。納米化法是改善鉬基金屬化合物電化學(xué)性質(zhì)的常用方法。本論文采用簡單的水熱法制備了二硫化鉬納米管、二硫化鉬納米花、二氧化鉬納米粒子等一系列納米結(jié)構(gòu)的鉬基化合物,并研究了其作為鋰離子和鈉離子電池負極材料的電化學(xué)性質(zhì)。主要工作內(nèi)容如下:1、設(shè)計合成了碳復(fù)合的二硫化鉬納米管結(jié)構(gòu)。以三氧化鉬納米線為前驅(qū)體,采用水熱法一步合成了中空的一維碳復(fù)合二硫化鉬納米管結(jié)構(gòu)。基于柯肯達爾效應(yīng)法形成的這一產(chǎn)物是由二硫化鉬納米薄片堆積成的中空管狀結(jié)構(gòu)。碳復(fù)合二硫化鉬納米管材料應(yīng)用為鋰離子負極材料時,于100 mA/g倍率條件下,第一圈放電比容量可達到1326.9 mAh/g,此時的庫倫效率為92%。于500 mA/g工作電流密度下進行充放電300個循環(huán)后,放電比容量仍有1058 mAh/g。而且在5A/g大倍率下充放電,材料的比容量可達到850mAh/g。碳復(fù)合二硫化鉬納米管材料所呈現(xiàn)的優(yōu)異儲鋰性能主要歸因于同步復(fù)合的碳材料以及穩(wěn)定的一維中空式納... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２?（ａ）鋰金屬電池工作原理圖，（ｂ）鋰離子電池工作原理圖［１］

高于ＳＥＩ膜的形成電位，所以表面基本不會形成ＳＥＩ膜，電池倍率性能優(yōu)??異。尤其是鈦酸鋰材料，目前可以做到１５分鐘充滿電。Ｍａｉｅｒ等人合成了鈦酸??鋰納米管陣列，如圖１－３，電池在１００?Ｃ超過倍率下比容量仍然達到８０?ｍＡｈ／ｇ，??并且在１０?Ｃ倍率下循環(huán)５００次，容量保留率達到９０％以上［５８］。該材料如此高的??倍率性能除了由脫嵌機制影響外，納米化的結(jié)構(gòu)使得鋰離子傳遞距離變短，因??此能夠非常快速的脫嵌鋰離子。但是該放式帶來另外的問題就是容量衰減。由??于納米管陣列極大的比表面使得電池極易發(fā)生副反應(yīng)，影響電池循環(huán)壽命。中??國珠海銀隆公司生產(chǎn)的鈦酸鋰負極材料循環(huán)壽命可以達到驚人的２００００次，保??證電池１０年的使用壽命。因此，納米化雖然可以提高倍率性能，但是會犧牲循??環(huán)性能。包碳是鈦酸鋰材料性能改進常用的方法［５９４２］。????３．０－，???０．００１０．《ａ）?六?（ｂ）?＿１Ｃ??Ａ?２．５?—１〇Ｃ??一?０訓(xùn)０５．?／?Ｉ?一?一３〇Ｃ??＜?Ｊ?＼?＾?—６０Ｃ??〇?０００００?－???〇）２?０１?一ｉ〇〇ｃ??５－〇ｉ）〇〇５－??－〇ｉ）〇ｉ〇－?ｉ．ｏ??１．０?１．５?２．０?２＊５?３．０?０?３０?６０?９０?１２０?１５０?１８９??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡ?ｈ?ｇ＂１）?一??？２〇〇－ｆｗ?ｆ１００—??＾?１７５?－?１〇?

高于ＳＥＩ膜的形成電位，所以表面基本不會形成ＳＥＩ膜，電池倍率性能優(yōu)??異。尤其是鈦酸鋰材料，目前可以做到１５分鐘充滿電。Ｍａｉｅｒ等人合成了鈦酸??鋰納米管陣列，如圖１－３，電池在１００?Ｃ超過倍率下比容量仍然達到８０?ｍＡｈ／ｇ，??并且在１０?Ｃ倍率下循環(huán)５００次，容量保留率達到９０％以上［５８］。該材料如此高的??倍率性能除了由脫嵌機制影響外，納米化的結(jié)構(gòu)使得鋰離子傳遞距離變短，因??此能夠非常快速的脫嵌鋰離子。但是該放式帶來另外的問題就是容量衰減。由??于納米管陣列極大的比表面使得電池極易發(fā)生副反應(yīng)，影響電池循環(huán)壽命。中??國珠海銀隆公司生產(chǎn)的鈦酸鋰負極材料循環(huán)壽命可以達到驚人的２００００次，保??證電池１０年的使用壽命。因此，納米化雖然可以提高倍率性能，但是會犧牲循??環(huán)性能。包碳是鈦酸鋰材料性能改進常用的方法［５９４２］。????３．０－，???０．００１０．《ａ）?六?（ｂ）?＿１Ｃ??Ａ?２．５?—１〇Ｃ??一?０訓(xùn)０５．?／?Ｉ?一?一３〇Ｃ??＜?Ｊ?＼?＾?—６０Ｃ??〇?０００００?－???〇）２?０１?一ｉ〇〇ｃ??５－〇ｉ）〇〇５－??－〇ｉ）〇ｉ〇－?ｉ．ｏ??１．０?１．５?２．０?２＊５?３．０?０?３０?６０?９０?１２０?１５０?１８９??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡ?ｈ?ｇ＂１）?一??？２〇〇－ｆｗ?ｆ１００—??＾?１７５?－?１〇?


本文編號：3065972