近年來,鈉離子電池得到了廣泛地研究和開發(fā),但缺乏合適的負極材料逐漸成為制約其發(fā)展的一個重要瓶頸問題,因此研發(fā)新型、高性能負極材料至關重要。硫化鉍（Bi₂S₃）具有低成本、高容量的優(yōu)點,但是容量衰減快、循環(huán)壽命短。為了解決Bi₂S₃在儲鈉過程中的種種問題,本課題使用鉬酸鉍作為前驅體通過高溫硫化法,構建了一種Bi₂S₃-MoS₂二元異質材料以提升Bi₂S₃材料的儲鈉性能,并結合材料的物理表征、形貌分析和電化學測試技術,進一步揭示了其儲鈉機制。本文的研究內容如下:通過調控原料中鉍與鉬的摩爾比,用溶劑熱法合成了三種鉬酸鉍材料。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）等多種測試方法對三種鉬酸鉍材料的形貌、晶體結構及化學組成等方面進行了表征,結果表明得到的材料由Bi、Mo和O元素組成,具有良好的鉬酸鉍結構,結晶性良好,不含有雜相。鉬酸鉍的電化學性能測試結果表明,當原... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈉硫電池工作示意圖[13]

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文-4-圖1-2NaxMO2晶體結構示意圖[18]a)O型b)P型類普魯士藍NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有獨特的立方體結構，該材料的儲鈉性能受到純度、結晶度、缺陷和含水量的影響。2012年，Lu[19]等人在室溫下合成了多種類普魯士藍化合物KMFe(CN)6（M=Fe、Mn、Ni、Cu、Co、Zn），如圖1-3所示。并在碳酸鹽電解液中測試了它們作為正極材料的儲鈉性能，其中KFe2(CN)6材料可逆容量接近100mAhg-1，循環(huán)30圈后容量無明顯衰減，這可能與其獨特的隧道結構有關。但是該材料中結晶水的存在影響了材料的實際應用。圖1-3類普魯士藍化合物結構示意圖[19]目前較為成熟的聚陰離子化合物有Na3V2(PO4)2F3[20]、NaMnPO4[21]和Na2FeP2O7[22]。這種材料能夠在Na+反復嵌入和脫出過程中保持結構的穩(wěn)定，實現(xiàn)電荷的快速傳遞，因此具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，但是該材料儲鈉容量相對較低。比如Na3V2(PO4)2F3材料中只有三分之二的鈉離子可以自由的脫出，因此理論容量比較低，只有117mAhg-1[23]。

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文-4-圖1-2NaxMO2晶體結構示意圖[18]a)O型b)P型類普魯士藍NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有獨特的立方體結構，該材料的儲鈉性能受到純度、結晶度、缺陷和含水量的影響。2012年，Lu[19]等人在室溫下合成了多種類普魯士藍化合物KMFe(CN)6（M=Fe、Mn、Ni、Cu、Co、Zn），如圖1-3所示。并在碳酸鹽電解液中測試了它們作為正極材料的儲鈉性能，其中KFe2(CN)6材料可逆容量接近100mAhg-1，循環(huán)30圈后容量無明顯衰減，這可能與其獨特的隧道結構有關。但是該材料中結晶水的存在影響了材料的實際應用。圖1-3類普魯士藍化合物結構示意圖[19]目前較為成熟的聚陰離子化合物有Na3V2(PO4)2F3[20]、NaMnPO4[21]和Na2FeP2O7[22]。這種材料能夠在Na+反復嵌入和脫出過程中保持結構的穩(wěn)定，實現(xiàn)電荷的快速傳遞，因此具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，但是該材料儲鈉容量相對較低。比如Na3V2(PO4)2F3材料中只有三分之二的鈉離子可以自由的脫出，因此理論容量比較低，只有117mAhg-1[23]。


本文編號：3540801