Bi 2 S 3 -MoS 2 材料的制備及其儲(chǔ)鈉性能的研究
發(fā)布時(shí)間：2021-12-17 19:37
近年來(lái),鈉離子電池得到了廣泛地研究和開(kāi)發(fā),但缺乏合適的負(fù)極材料逐漸成為制約其發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸問(wèn)題,因此研發(fā)新型、高性能負(fù)極材料至關(guān)重要。硫化鉍（Bi2S3）具有低成本、高容量的優(yōu)點(diǎn),但是容量衰減快、循環(huán)壽命短。為了解決Bi2S3在儲(chǔ)鈉過(guò)程中的種種問(wèn)題,本課題使用鉬酸鉍作為前驅(qū)體通過(guò)高溫硫化法,構(gòu)建了一種Bi2S3-MoS2二元異質(zhì)材料以提升Bi2S3材料的儲(chǔ)鈉性能,并結(jié)合材料的物理表征、形貌分析和電化學(xué)測(cè)試技術(shù),進(jìn)一步揭示了其儲(chǔ)鈉機(jī)制。本文的研究?jī)?nèi)容如下:通過(guò)調(diào)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(cè)試方法對(duì)三種鉬酸鉍材料的形貌、晶體結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成等方面進(jìn)行了表征,結(jié)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(jié)構(gòu),結(jié)晶性良好,不含有雜相。鉬酸鉍的電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明,當(dāng)原...
【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2NaxMO2晶體結(jié)構(gòu)示意圖[18]a)O型b)P型類(lèi)普魯士藍(lán)NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有獨(dú)特的立方體結(jié)構(gòu)，該材料的儲(chǔ)鈉性能受到純度、結(jié)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(lèi)普魯士藍(lán)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(cè)試了它們作為正極材料的儲(chǔ)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(wú)明顯衰減，這可能與其獨(dú)特的隧道結(jié)構(gòu)有關(guān)。但是該材料中結(jié)晶水的存在影響了材料的實(shí)際應(yīng)用。圖1-3類(lèi)普魯士藍(lán)化合物結(jié)構(gòu)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(fù)嵌入和脫出過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，實(shí)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(chǔ)鈉容量相對(duì)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(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2NaxMO2晶體結(jié)構(gòu)示意圖[18]a)O型b)P型類(lèi)普魯士藍(lán)NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有獨(dú)特的立方體結(jié)構(gòu)，該材料的儲(chǔ)鈉性能受到純度、結(jié)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(lèi)普魯士藍(lán)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(cè)試了它們作為正極材料的儲(chǔ)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(wú)明顯衰減，這可能與其獨(dú)特的隧道結(jié)構(gòu)有關(guān)。但是該材料中結(jié)晶水的存在影響了材料的實(shí)際應(yīng)用。圖1-3類(lèi)普魯士藍(lán)化合物結(jié)構(gòu)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(fù)嵌入和脫出過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，實(shí)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(chǔ)鈉容量相對(duì)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(hào)：3540801
【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2NaxMO2晶體結(jié)構(gòu)示意圖[18]a)O型b)P型類(lèi)普魯士藍(lán)NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有獨(dú)特的立方體結(jié)構(gòu)，該材料的儲(chǔ)鈉性能受到純度、結(jié)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(lèi)普魯士藍(lán)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(cè)試了它們作為正極材料的儲(chǔ)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(wú)明顯衰減，這可能與其獨(dú)特的隧道結(jié)構(gòu)有關(guān)。但是該材料中結(jié)晶水的存在影響了材料的實(shí)際應(yīng)用。圖1-3類(lèi)普魯士藍(lán)化合物結(jié)構(gòu)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(fù)嵌入和脫出過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，實(shí)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(chǔ)鈉容量相對(duì)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(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2NaxMO2晶體結(jié)構(gòu)示意圖[18]a)O型b)P型類(lèi)普魯士藍(lán)NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有獨(dú)特的立方體結(jié)構(gòu)，該材料的儲(chǔ)鈉性能受到純度、結(jié)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(lèi)普魯士藍(lán)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(cè)試了它們作為正極材料的儲(chǔ)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(wú)明顯衰減，這可能與其獨(dú)特的隧道結(jié)構(gòu)有關(guān)。但是該材料中結(jié)晶水的存在影響了材料的實(shí)際應(yīng)用。圖1-3類(lèi)普魯士藍(lán)化合物結(jié)構(gòu)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(fù)嵌入和脫出過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，實(shí)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(chǔ)鈉容量相對(duì)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(hào)：3540801
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