儲(chǔ)能市場(chǎng)日益增長(zhǎng)對(duì)鋰離子(Li-ion)電池的能量密度提出了更高的要求。過渡金屬硫化物(Transition Metal Sulfides,TMSs)由于具有較高的理論容量,可以發(fā)生多電子反應(yīng),且儲(chǔ)量豐富,價(jià)格低廉,具有很好的應(yīng)用前景。同時(shí)由于其多電子反應(yīng)過程中儲(chǔ)能機(jī)制的復(fù)雜性,過渡金屬硫化物電極材料也受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。然而,TMSs電極材料仍然存在很多問題,限制其實(shí)際應(yīng)用。TMSs的離子/電子導(dǎo)電性較低,倍率性能較差;在反應(yīng)過程中體積膨脹嚴(yán)重,活性物質(zhì)易粉化脫落,導(dǎo)致容量的快速衰減;基于嵌入反應(yīng)的TMSs電極材料受限于晶體結(jié)構(gòu),發(fā)生多電子反應(yīng)時(shí)晶體結(jié)構(gòu)完整性會(huì)受到破壞,從而影響電化學(xué)性能。而基于轉(zhuǎn)換反應(yīng)的TMSs電極材料,在多電子反應(yīng)過程中,材料基體完全轉(zhuǎn)化并伴隨金屬單質(zhì)團(tuán)聚、鋰硫化物溶解、穿梭效應(yīng)等問題,反應(yīng)的可逆性降低。本論文以FeS2、TiS2、CoS2三種具有代表性的TMSs材料為研究對(duì)象,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成實(shí)現(xiàn)、理論分析相結(jié)合的手段對(duì)TMSs電極材料進(jìn)行設(shè)計(jì):(1)微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),制備出TMSs與碳基骨架化學(xué)鍵合的微米級(jí)復(fù)合電極材料,保證導(dǎo)電性的同時(shí)也抑制了體積膨脹...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 鋰離子電池電極材料發(fā)展現(xiàn)狀
    2.2 多電子反應(yīng)電極材料概述
        2.2.1 基于轉(zhuǎn)換反應(yīng)的多電子反應(yīng)電極材料
        2.2.2 基于陰離子補(bǔ)償?shù)亩嚯娮臃磻?yīng)
        2.2.3 基于脫嵌反應(yīng)的多電子反應(yīng)
    2.3 多電子反應(yīng)硫基過渡金屬電極材料
        2.3.1 硫基過渡金屬電極材料儲(chǔ)鋰機(jī)理
        2.3.2 硫基過渡金屬電極材料研究進(jìn)展
    2.4 本章小結(jié)
3 研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
    3.1 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
    3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
4 實(shí)驗(yàn)用品及表征方法
    4.1 實(shí)驗(yàn)藥品
    4.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    4.3 表征方法
        4.3.1 材料結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 電化學(xué)性能表征
5 具有CNT導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)及保護(hù)殼FeS₂@B-CNTs復(fù)合電極材料的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 FeS₂@B-CNTs材料的制備
    5.3 FeS₂@B-CNTs材料的結(jié)構(gòu)表征
    5.4 FeS₂@B-CNTs材料的電化學(xué)性能
    5.5 FeS₂@B-CNTs材料的機(jī)理分析
    5.6 本章小結(jié)
6 具有硫空位簇的CV-TiS_2-x電極材料的制備及性能研究
    6.1 引言
    6.2 CV-TiS_2-x電極材料的制備
    6.3 CV-TiS_2-x電極材料的結(jié)構(gòu)表征
    6.4 CV-TiS_2-x電極材料的電化學(xué)性能
    6.5 CV-TiS_2-x材料的機(jī)理分析
    6.6 本章小結(jié)
7 具有框架結(jié)構(gòu)CoS₂@CNTs@C復(fù)合電極材料的制備及性能研究
    7.1 引言
    7.2 CoS₂@CNTs@C電極材料的制備
    7.3 CoS₂@CNTs@C電極材料的表征
    7.4 CoS₂@CNTs@C電極材料的電化學(xué)性能
    7.5 CoS₂@CNTs@C電極材料的機(jī)理分析
    7.6 本章小結(jié)
8 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3884259