本文針對鋰離子電池商用負極材料--石墨容量低、安全性能差的缺陷,采用簡單液相法制備了一系列石墨烯復(fù)合材料,以期得到容量高、安全性能好的新型鋰離子電池負極材料。具體介紹如下:（1）以無水Sn Cl4溶液和硫脲作為錫源和硫源、乙二醇作為溶劑,用一步溶劑熱法制備了二硫化錫/石墨烯復(fù)合材料（Sn S2/RGO）。TEM結(jié)果顯示直徑為3-5 nm的Sn S2量子點均勻貼附在石墨烯表面。對Sn S2/RGO復(fù)合材料進行電化學(xué)性能測試,首次充-放電比容量分別為782.8 m Ahg-1和1830.3 m Ahg-1。在100 m Ag-1電流密度下循環(huán)200圈后,Sn S2/RGO復(fù)合材料可逆容量保持在520 m Ahg-1,容量保持率高達66.45%。相比之下,純Sn S2在200次循環(huán)之后,可逆容量僅為66.7 m Ahg-1,容量保持率只有10%。（2）以二水合鉬酸鈉和硫代乙醇酸作為鉬源和硫源,加入氧化石墨烯,用水熱法原位合成了具有多孔結(jié)構(gòu)的二硫化鉬/石墨烯復(fù)合材料（Mo S2/RGO）。對Mo S2/RGO復(fù)合材料進行電化學(xué)性能測試,首次充-放電比容量分別達652.2 m Ahg-1和103... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理圖

圖 1.2 常用石墨烯復(fù)合材料合成路徑圖[66]目前已有很多報道證實石墨烯的摻雜，與合金、金屬氧化物、金屬硫化物形成復(fù)合材料，可以有效地提高其作為鋰離子電池負極材料的容量、穩(wěn)定性率性能等[67-71]。如 Zhou 等[72]將氮摻雜的石墨烯與 SnO2進行復(fù)合，制備復(fù)合料 SnO2NC@N-RGO。在循環(huán) 500 圈之后比容量仍可達到 1346 mAhg-1，表現(xiàn)了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性能。Zhang 等[73]合成了超薄 MoS2納米片與石墨烯復(fù)合材，此復(fù)合材料顯示了優(yōu)異的倍率性能。在 0.2、0.5、1、2、3、5 和 10 C 電流，比容量分別為 946、889、875、835、808、774 和 709 mAhg-1。在電流增大 10 C 的情況下容量衰減僅為 25%。Mei 等[74]通過低溫回流法合成了超小的nS2微晶與石墨烯復(fù)合材料。作為鋰離子電池負極時，在 0.1 C 電流下循環(huán) 20后比容量可達 1034 mAhg-1。在 1 C 和 5 C 電流下循環(huán) 450 圈，比容量分別為73 mAhg-1和 415 mAhg-1。結(jié)果表明，石墨烯的加入有效地提高了復(fù)合材料的逆容量、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。

A為180 ℃制備SnS2/RGO 復(fù)合材料 XRD 圖譜; B 為不同反應(yīng)溫度(160、170、180 ℃制備 SnS2/RGO 復(fù)合材料 XRD 對比圖譜掃描電子顯微鏡（SEM）對 SnS2/RGO 復(fù)合材料進行形貌分析。圖 3.2低倍率下樣品整體形貌呈卷曲的、多褶皺的層狀結(jié)構(gòu)。圖 3.2 B、C 分是 2 μm、1 μm 時樣品的 SEM 圖像，可以得到 SnS2/RGO 復(fù)合材料的 50 nm 左右。在該 SEM 圖像上沒有看到 SnS2量子點的存在，但在之后倍率的 TEM 圖像上可觀察到 SnS2量子點。圖 3.2 D-F 分別顯示了 2、應(yīng)物（SnCl4和硫脲）在 180 ℃得到的 SnS2/RGO 復(fù)合材料的掃描圖像應(yīng)物濃度的增加，得到復(fù)合材料的厚度也逐漸增加，特別是 4 倍濃度時到明顯的結(jié)塊現(xiàn)象。因此選擇得到較薄層狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的 1 倍反應(yīng)物濃后的表征和性能測試。


本文編號：3234689