鎂具有含量豐富、價(jià)格低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),在儲(chǔ)氫材料、儲(chǔ)熱材料、鎂離子電池固態(tài)電解質(zhì)和鋰離子電池負(fù)極材料等能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。相較于傳統(tǒng)石墨負(fù)極,基于轉(zhuǎn)換反應(yīng)機(jī)理的鎂基負(fù)極材料(如MgS、MgH₂等)具有更高的理論比容量,是一種很有發(fā)展前景的新型鋰離子電池負(fù)極材料。但由于這類負(fù)極材料導(dǎo)電性差、脫/嵌鋰時(shí)體積變化大并對(duì)環(huán)境十分敏感,它們往往存在反應(yīng)可逆性、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能差等問(wèn)題。本文以MgS、MgH₂和Mg₂FeH₆為研究對(duì)象,通過(guò)納米結(jié)構(gòu)、多相復(fù)合與表面改性等手段改善鎂基復(fù)合材料的電化學(xué)性能,使用XRD、SEM、TEM、XPS、CV、EIS和恒流充放電測(cè)試等方法表征了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能,主要結(jié)論如下:(1)研究了MgS復(fù)合材料的儲(chǔ)鋰機(jī)制及電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能。以Mg和S為原料,采用等離子體輔助球磨工藝制備MgS復(fù)合材料,MgS負(fù)極在電化學(xué)放電過(guò)程中會(huì)生成Mg單質(zhì)與可逆的Li₂S,其轉(zhuǎn)換反應(yīng)方程式為:MgS+2Li⁺+2e^...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【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
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展概述
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
        1.2.3 鋰離子電池結(jié)構(gòu)
    1.3 負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)制
    1.4 轉(zhuǎn)換反應(yīng)負(fù)極材料
        1.4.1 金屬氧化物
        1.4.2 金屬磷化物
        1.4.3 金屬氮化物
        1.4.4 金屬硫化物
        1.4.5 金屬氫化物
    1.5 本文研究意義和主要內(nèi)容
        1.5.1 研究思路及研究意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 材料制備、表征及性能測(cè)試
    2.1 實(shí)驗(yàn)原材料與使用儀器
    2.2 材料制備
        2.2.1 球磨工藝
        2.2.2 磁控濺射工藝
    2.3 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電鏡/能譜分析
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 X射線光電子能譜分析
    2.4 材料性能測(cè)試
        2.4.1 儲(chǔ)氫性能測(cè)試
        2.4.2 電化學(xué)性能測(cè)試
第三章 MgS復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 MgS復(fù)合負(fù)極材料的制備
    3.3 MgS復(fù)合負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)
    3.4 MgS復(fù)合負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)制
    3.5 MgS復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)性能
        3.5.1 恒流充放電測(cè)試
        3.5.2 交流阻抗測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 MgH₂復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 MgH₂復(fù)合負(fù)極材料的制備
    4.3 MgH₂復(fù)合負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)
    4.4 MgH₂復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)性能
        4.4.1 MgH₂-EG復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)性能
        4.4.2 MgH₂-TiO₂-EG復(fù)合負(fù)極材料的電化學(xué)性能
    4.5 MgH₂復(fù)合負(fù)極充放電后微觀結(jié)構(gòu)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 Mg₂FeH₆復(fù)合負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能改善
    5.1 引言
    5.2 Mg₂FeH₆復(fù)合負(fù)極材料的制備
    5.3 Mg₂FeH₆和Mg₂FeH₆-G負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)
    5.4 Mg₂FeH₆和Mg₂FeH₆-G負(fù)極材料的電化學(xué)性能
        5.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        5.4.2 恒流充放電測(cè)試
    5.5 Mg₂FeH₆-G/MO₂負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)
    5.6 Mg₂FeH₆-G/MO₂負(fù)極材料的電化學(xué)性能
        5.6.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        5.6.2 恒流充放電測(cè)試
    5.7 Mg₂FeH₆-G/TiO₂電極片充放電前后的微觀結(jié)構(gòu)分析
    5.8 本章小結(jié)
全文總結(jié)和工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3877804