發(fā)布時間：2021-10-23 04:17

　　當(dāng)今社會對能源的需求正在顯著增長,這種需求迫使研究人員關(guān)注不同的能源。鋰離子電池具有高比容量,高能量密度和長循環(huán)壽命的特點。鋰離子電池各個組成部分已經(jīng)被深入研究開發(fā),但是還不能夠滿足大型能源消耗應(yīng)用的要求。鈉離子電池由于鈉儲存量高而備受關(guān)注。石墨作為商業(yè)鋰離子電池負(fù)極具有非常穩(wěn)定的潛力和較長的循環(huán)壽命,然而其低比容量和安全問題引起了人們對新能源的擔(dān)憂。其他負(fù)極材料中,過渡金屬硫化物的儲量豐富,有高的理論容量,但是單獨作為負(fù)極材料顯示出低的容量和差的穩(wěn)定性。因為會有由體積膨脹和低電導(dǎo)率導(dǎo)致的循環(huán)性能差的問題。另外多硫化物溶解在電解質(zhì)中,在表面上形成鈍化層,導(dǎo)致低的離子轉(zhuǎn)移率。石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性,通過與碳材料的復(fù)合來優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)可以解決上述問題。四硫化釩（VS4）具有特殊的鏈狀結(jié)構(gòu)和大的層間距,有應(yīng)用在鋰/鈉離子電池中的潛能。本文中制備了純VS4、不同石墨烯含量的VS4/rGO復(fù)合材料,從不同方面探究了純VS4和復(fù)合材料的電化學(xué)性能。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）通過采用溶劑熱法,用乙二醇和蒸餾水以1:1的體積比混合的混合液為溶劑,在較低溫度下,制備了純VS4。通過掃描電鏡圖可以看出純... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２．鋰離子電池的構(gòu)造圖解［７］??

提高了電池的性能［６］。??１．２．２鋰離子電池的工作原理??下圖１－２是生活中常見的一些商用鋰離子電池。??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??Ｅｘｔｅｒｉｏｒ??＾Ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ?Ｃａｔｈｏｄｅ?丨?＇??．??ｎｉ?爹??Ｃａｎ１?Ｃａｔｈｏｄｅ?Ｗ?＊?Ａｎｏｄｅ?Ｃａｎ＊?Ｐｏｕｃｈ?＾?‘祕１?ｍ??圖１－２．鋰離子電池的構(gòu)造圖解［７］??目前的商業(yè)化電池采用類型：圓柱型，棱柱型和袋型（圖１－２）。圓柱型電池的??能量密度較高，但棱柱型和袋型電池由于其較小的體積和較高的設(shè)計自由度而被廣??泛應(yīng)用［７］。??鋰離子電池實際應(yīng)用時外觀結(jié)構(gòu)有多種樣式，但其內(nèi)部構(gòu)造大體相似。如下??圖１－３所示，鋰離子電池一般是由電池殼、正負(fù)極電極材料、電解液、隔膜和正負(fù)??２??

包括層狀的化合物ＬｉＭ０２，橄欖石化合物ＬｉＭＰ０４和尖晶石化合物ＬｉＭ２０４，大部分??研究都是在這些材料及其衍生物上進行的［ＭＧ］。??圖１－４以層狀化合物代表型物質(zhì)０（：〇０２描繪了這種插層結(jié)構(gòu)。ＬｉＣ〇０２，??ＬｉＮＬｙＣｏＡ，ＬｉＮｉｙＭｎｙＣ〇１．２ｙ０２［１１＾屬于這種類型，其中金屬氧化物片的實際堆疊??取決于過渡金屬和氧陰離子。??ｒＴ＝ｆｎ??圖１－４．層狀ＬｉＣ〇０２晶體結(jié)構(gòu)［９］??氧陰離子以面心立方晶格的結(jié)構(gòu)進行排列，而陽離子位于晶體中間。Ｍ０２層和??Ｌｉ層交替堆疊。傳統(tǒng)的層狀氧化物ＬｉＣ〇０２僅能提供約１４０ｍＡｈｆ的容量，是其理??論容量的一半。這是由于當(dāng)脫去一半以上的Ｌｉ＋時，材料的結(jié)構(gòu)會不穩(wěn)定。另外，??ＬｉＣｏ０２成本高，反應(yīng)中的Ｃｏ３＋對環(huán)境有害。因此，層狀化合物的研究已經(jīng)從ＵＣ〇０２??轉(zhuǎn)變?yōu)槠渲械模茫锊糠只蛲耆黄渌^渡金屬取代而成衍生物。例如以１：１的比例??混合?ＬｉＮｉ０２?和?ＬｉＭｎ０２，形成層狀?ＬｉＮｉ〇．５Ｍｎ〇．５０２［８］。??Ｊｋ?＊?／?■、羞？（???＾?＾?＊／，ｙ??圖１－５．尖晶石型ＬｉＭ２０４晶體結(jié)構(gòu)［８］??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈉離子電池碳基負(fù)極材料的研究進展[J]. 張英杰,朱子翼,董鵬,趙少博,章艷佳,楊成云,楊城灃,韋克毅,李雪.  化工進展. 2017(11)
[2]鋰離子電池硅碳負(fù)極材料的最新研究進展[J]. 劉凡,秦利娟,劉艷俠.  現(xiàn)代化工. 2017(12)
[3]鋰離子電池負(fù)極材料研究[J]. 蔡奕荃,蔡奕茗.  廣東化工. 2017(04)
[4]鋰離子電池正極材料高鎳LiNi1-x-yCoxMnyO2研究進展[J]. 劉嘉銘,張英杰,董鵬,李雪,夏書標(biāo).  硅酸鹽學(xué)報. 2016(07)
[5]鈉離子電池負(fù)極材料的研究進展[J]. 楊紹斌,董偉,沈丁,李思南,王中將,張佳民,孫聞,張琴.  中國有色金屬學(xué)報. 2016(05)
[6]鋰離子電池正極材料研究與應(yīng)用進展[J]. 郭紅霞,喬月純,穆培振.  無機鹽工業(yè). 2016(03)
[7]鈉離子電池電極材料研究進展[J]. 張寧,劉永暢,陳程成,陶占良,陳軍.  無機化學(xué)學(xué)報. 2015(09)
[8]鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及其前景分析[J]. 閆金定.  航空學(xué)報. 2014(10)
[9]轉(zhuǎn)化型過渡金屬氧化物負(fù)極材料的研究進展[J]. 曾暉,王強,王康平,宋金保.  電池工業(yè). 2014(02)
[10]鈉離子儲能電池關(guān)鍵材料[J]. 金翼,孫信,余彥,丁楚雄,陳春華,官亦標(biāo).  化學(xué)進展. 2014(04)



本文編號：3452450