當(dāng)前能源和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻,環(huán)境友好、高能量密度、高工作電壓的鋰離子電池得到了廣泛的研究,但能夠?qū)崿F(xiàn)高容量、長(zhǎng)壽命、快速充放電的電極材料仍是下一代高性能鋰離子電池的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。二維層狀介孔電極材料結(jié)合了二維材料和介孔材料的優(yōu)勢(shì),其中二維層狀導(dǎo)電層可以有效提升材料的導(dǎo)電性,而介孔結(jié)構(gòu)可以縮小固態(tài)傳輸距離（Li⁺和e^-）。此外,鉬系材料還具有結(jié)構(gòu)多變、種類豐富、理論比能量高等優(yōu)勢(shì),因此,二維層狀鉬系電極材料是下一代高性能的鋰離子電池負(fù)極材料很有潛力的候選材料之一。本論文開(kāi)發(fā)新穎化學(xué)合成方法,將具有良好韌性和導(dǎo)電性的二維層狀石墨烯與鉬基納米電極材料復(fù)合,可控構(gòu)筑了一系列二維層狀介孔鉬系鋰離子電池負(fù)極材料,系統(tǒng)研究了通過(guò)石墨烯與鉬基材料復(fù)合提高鉬系鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能的可行性,探討了二維層狀鉬基鋰離子電池負(fù)極材料活性提升和有效電子傳輸?shù)臋C(jī)理。本文所構(gòu)造的二維層狀介孔鉬系鋰離子電池負(fù)極材料有效地縮短了電子和鋰離子傳輸路徑,有利于電極在大電流密度下充放電。同時(shí),介孔結(jié)構(gòu)增加了電極與電解液接觸面積,緩和了充放電過(guò)程中鋰離子嵌入和脫出所造成的體... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：180 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述及工作原理
    1.3 鋰離子電池電極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 正極材料
        1.3.2 碳負(fù)極材料
        1.3.3 硅基負(fù)極材料
        1.3.4 錫基負(fù)極材料
        1.3.5 鈦基負(fù)極材料
        1.3.6 過(guò)渡金屬化合物負(fù)極材料
    1.4 鉬基負(fù)極材料國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 鉬基氧化物電極材料
        1.4.2 鉬基碳化物電極材料
        1.4.3 鉬基氮化物電極材料
        1.4.4 鉬基硫族化合物電極材料
        1.4.5 鉬基磷化物電極材料
    1.5 本論文選題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 論文選題依據(jù)
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 材料的制備與表征
    2.1 試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料的合成
        2.2.1 石墨烯的合成
        2.2.2 KIT-6/rGO模板的合成
    2.3 材料的表征與測(cè)試
        2.3.1 材料的表征
        2.3.2 電化學(xué)性能的測(cè)試
第三章 二維層狀介孔MoO_2/rGO電極材料的可控構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)調(diào)控及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料的制備
        3.2.1 Meso-MoO_2/rGO電極材料的合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 KIT-6及KIT-6/rGO模版的表征
        3.3.2 Meso-MoO_2/rGO電極材料的合成過(guò)程
        3.3.3 Meso-MoO_2/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 Meso-MoO_2/rGO電極材料的形貌分析
        3.3.5 Meso-MoO_2/rGO電極材料的孔結(jié)構(gòu)分析
        3.3.6 Meso-MoO_2/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        3.3.7 Meso-MoO_2/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.8 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 二維層狀介孔異質(zhì)結(jié)Mo_2C-MoC/rGO電極材料的可控構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)調(diào)控及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料的制備
        4.2.1 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的合成
        4.2.2 Meso-Mo_2C-MoC/rGO異質(zhì)結(jié)的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的合成
        4.3.2 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的形貌分析
        4.3.4 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的孔結(jié)構(gòu)分析
        4.3.5 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        4.3.6 Meso-Mo_2C/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.7 Meso-Mo_2C-MoC異質(zhì)結(jié)電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        4.3.8 Meso-Mo_2C-MoC異質(zhì)結(jié)電極材料的形貌分析
        4.3.9 Meso-Mo_2C-MoC異質(zhì)結(jié)電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        4.3.10 Meso-Mo_2C-MoC異質(zhì)結(jié)電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.11 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 二維層狀介孔MoP-MoS_2/rGO電極材料的可控構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)調(diào)控及電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 材料的制備
        5.2.1 Meso-MoP/rGO電極材料的合成
        5.2.2 合成meso-MoS_2/rGO電極材料
        5.2.3 Meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的合成
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Meso-MoP/rGO、meso-MoS_2/rGO及meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的合成
        5.3.2 Meso-MoP/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌分析
        5.3.3 Meso-MoP/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        5.3.4 不同煅燒溫度Meso-MoP/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌分析
        5.3.5 不同煅燒溫度meso-MoP/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        5.3.6 不同煅燒溫度meso-MoP/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        5.3.7 Meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        5.3.8 Meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的形貌分析
        5.3.9 Meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的孔結(jié)構(gòu)分析
        5.3.10 Meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        5.3.11 Meso-MoP-MoS_2/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        5.3.12 不同煅燒溫度meso-MoS_2/rGO電極材料相結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性質(zhì)分析
        5.3.13 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 二維層狀介孔MoN@meso-MoO_2/rGO及氮摻雜MoS_2/rGO電極材料的可控構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)調(diào)控與電化學(xué)性能研究
    6.1 引言
    6.2 材料的制備
        6.2.1 氮摻雜KIT-6/rGO模板的合成
        6.2.2 MoN@meso-Mo_2O/rGO電極材料的合成
        6.2.3 Meso-MoS_2/rGO電極材料的合成
        6.2.4 氮摻雜meso-MoS_2/rGO電極材料的合成
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 不同煅燒溫度下MoN@meso-MoO_2/rGO電極材料結(jié)構(gòu)及形貌分析
        6.3.2 不同煅燒時(shí)間下MoN@meso-MoO_2/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)及形貌分析
        6.3.3 不同煅燒時(shí)間MoN@meso-MoO_2/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        6.3.4 不同煅燒時(shí)間下MoN@meso-MoO_2/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        6.3.5 氮摻雜模板及氮摻雜meso-N-MoS_2/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        6.3.6 氮摻雜meso-N-MoS_2/rGO電極材料的形貌分析
        6.3.7 氮摻雜meso-N-MoS_2/電極材料的孔結(jié)構(gòu)分析
        6.3.8 氮摻雜meso-N-MoS_2/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        6.3.9 氮摻雜meso-N-MoS_2/rGO材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        6.3.10 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 二維層狀介孔MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO電極材料的可控構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)調(diào)控與電化學(xué)性能研究
    7.1 引言
    7.2 材料的制備
        7.2.1 Meso-MoS_(1-x)Se_(2x)/rGO電極材料的合成
        7.2.2 對(duì)比樣品的合成
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料的合成
        7.3.2 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料的形貌分析
        7.3.3 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料的結(jié)構(gòu)分析
        7.3.4 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料的孔結(jié)構(gòu)分析
        7.3.5 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料的表面價(jià)態(tài)分析
        7.3.6 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料的電化學(xué)性質(zhì)分析
        7.3.7 合成方法對(duì)meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料性質(zhì)的影響
        7.3.8 石墨烯和KIT-6模板對(duì)meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO電極材料電化學(xué)性能的影響
        7.3.9 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第八章 全文總結(jié)與展望
    8.1 總結(jié)
    8.2 展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題（XV）——總結(jié)和展望[J]. 李泓.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2015(03)
[2]鋰離子電池特性研究[J]. 張國(guó)安.  電子測(cè)量技術(shù). 2014(10)
[3]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題（Ⅷ）——負(fù)極材料[J]. 羅飛,褚賡,黃杰,孫洋,李泓.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2014(02)
[4]鋰離子電池過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極材料改性技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 王傳寶,孔繼周,張仕玉,楊小艷,周飛,黃小華.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(07)
[5]碳化鉬催化劑的研究進(jìn)展[J]. 張新,李來(lái)平,梁靜.  中國(guó)鉬業(yè). 2010(06)
[6]鋰離子二次電池碳負(fù)極材料的改性[J]. 吳宇平,萬(wàn)春榮,姜長(zhǎng)印,李建軍.  電化學(xué). 1998(03)
[7]鋰離子二次電池用碳負(fù)極材料[J]. 李春鴻.  電池. 1998(03)
[8]鋰離子電池電極材料研究進(jìn)展[J]. 周恒輝,慈云祥,劉昌炎.  化學(xué)進(jìn)展. 1998(01)

碩士論文
[1]稀土碳化鉬和碳化鉬的制備及其性能[D]. 吳麗平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3464356