多金屬氧酸鹽的種類繁多、結(jié)構(gòu)多樣,同時(shí)具有良好的氧化還原性能,因此該類化合物在新能源材料研究領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。具有經(jīng)典結(jié)構(gòu)特征的Keggin型雜多鎢酸鹽及其納米衍生材料,更是以其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和優(yōu)異的綜合性能而備受關(guān)注。為深入探索Keggin型雜多鎢酸鹽在電池領(lǐng)域中的應(yīng)用,本文主要研究了該類多金屬氧酸鹽分別在鋰硫電池和鋅空電池中的潛在應(yīng)用。本文首先利用晶態(tài)多孔金屬有機(jī)框架材料作為載硫基體制備出鋰硫電池正極材料,利用高純鋰片作為鋰硫電池的負(fù)極材料,并采用不同結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽對商業(yè)化隔膜進(jìn)行有效修飾制備出復(fù)合隔膜材料,并進(jìn)一步組裝成新型鋰硫電池。在正負(fù)極材料相同的情況下,利用Keggin型雜多鎢酸鹽修飾的隔膜顯示出最優(yōu)的電池放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性;其首次放電容量比使用PP隔膜的電池提高了18.6%,200次循環(huán)后的剩余容量比使用PP隔膜的電池提高了32.3%,容量衰減率僅為0.2%。電池性能對比實(shí)驗(yàn)研究還表明,相比于單純使用商業(yè)化隔膜所組裝的鋰硫電池,該新型鋰硫電池首次放電容量顯著提升,在1 C倍率下可達(dá)1157.5 mAh g^-1。而且,新型鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性也有所提高... 

【文章來源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋰硫電池簡介
        1.2.2 鋰硫電池的研究進(jìn)展
    1.3 鋅空電池的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鋅空電池簡介
        1.3.2 鋅空電池的研究進(jìn)展
    1.4 多金屬氧酸鹽在電池領(lǐng)域中的應(yīng)用
        1.4.1 多金屬氧酸鹽簡介
        1.4.2 多金屬氧酸鹽在電池領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.5 選題背景及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器設(shè)備及表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 材料表征及分析方法
        2.2.1 X-射線粉末衍射分析(XPRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)及X射線能譜分析(EDS)
        2.2.4 傅里葉變換紅外光譜分析(FTIR)
        2.2.5 熱重分析(TGA)
        2.2.6 拉曼光譜測試(Raman)
        2.2.7 X-射線光電子能譜(XPS)
        2.2.8 密度泛函理論計(jì)算(DFT)
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 鋰硫電池電極片的制備及扣式電池的組裝
        2.3.2 鋅空電池正極材料制備及電池的組裝
        2.3.3 恒電流充放電測試
        2.3.4 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.3.5 電化學(xué)阻抗測試(EIS)
        2.3.6 線性掃描伏安法(LSV)
第三章 Keggin型雜多鎢酸鹽在鋰硫電池隔膜中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 DUT-23(Ni/Co/Zn)的合成
        3.2.2 DUT-23(Ni/Co/Zn)/S材料的制備
        3.2.3 多金屬氧酸鹽改性隔膜的制備
        3.2.4 正極材料的制備及電池的組裝測試
    3.3 結(jié)果討論與分析
        3.3.1 材料形貌及結(jié)構(gòu)
        3.3.2 電化學(xué)性能表征
        3.3.3 材料表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Keggin型雜多鎢酸鹽衍生納米材料在鋅空電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 PW_(12)@ZIF-67材料的制備
        4.2.2 CoWO_4/WS_2@C/N_x納米材料的制備
    4.3 結(jié)果討論與分析
        4.3.1 電催化劑的表征
            4.3.1.1 紅外光譜(IR)分析
            4.3.1.2 X射線粉末衍射(XPRD)分析和熱重(TG)分析
            4.3.1.3 催化劑的形貌表征及元素分析
            4.3.1.4 CoWO_4/WS_2@C/N_x的 XPS分析
        4.3.2 電化學(xué)性能研究
            4.3.2.1 CoWO_4/WS_2@C/N_x的電催化活性
            4.3.2.2 CoWO_4/WS_2@C/N_x催化劑穩(wěn)定性
            4.3.2.3 CoWO_4/WS_2@C/N_x催化劑活性位點(diǎn)研究
            4.3.2.4 鋅空電池性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號：3459434