近十年來,有機無機雜化鈣鈦礦CH₃NH₃PbX₃材料一直是人們研究的熱點。鹵化物鈣鈦礦鋰儲存的研究已然走進人們的視野里;該類電極材料在電化學循環(huán)期間表現(xiàn)出高穩(wěn)定性,而且沒有任何結(jié)構重新排列。這意味著一種鹵化物鈣鈦礦主體通過拓撲的方式嵌入Li⁺,晶格沒有發(fā)生變形。但是如何有效控制電極材料結(jié)構、粒徑大小和穩(wěn)定性仍然是實現(xiàn)鋰離子電池理想的負極材料的關鍵科學問題。因此,本論文利用溶劑熱法可控制備CH₃NH₃PbX₃(X=Br,I)電極材料,并且探究其生長機制對其電化學性能調(diào)控,為研制出具有穩(wěn)定脫/嵌鋰能力的電極材料提供理論基礎。通過工藝參數(shù)的設計,研究自組裝機制和溶解-刻蝕機制對晶體結(jié)構的調(diào)節(jié)過程。本論文以醋酸鉛、氫碘酸/氫溴酸、甲胺為原料,異丙醇為溶劑,采用溶劑熱法制備了CH₃NH₃PbX₃晶體。利用SEM、XRD、FIIR、DRS、PL等測試方法對鈣鈦礦形貌、結(jié)晶性、成分組...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 鈣鈦礦晶體的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無機鈣鈦礦晶體的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 有機-無機雜化鈣鈦礦的研究現(xiàn)狀
    1.3 液相合成晶體的生長機制
        1.3.1 Ostwald熟化與Digestive熟化生長機制
        1.3.2 LaMer生長理論
        1.3.3 Finke-Watzky兩步生長機制
        1.3.4 自組裝生長機制
    1.4 有機-無機雜化鈣鈦礦的穩(wěn)定性影響因素
        1.4.1 熱穩(wěn)定性
        1.4.2 濕度穩(wěn)定性
    1.5 有機-無機雜化鈣鈦礦的電化學性能研究
        1.5.1 CH₃NH₃PbX₃電極材料
        1.5.2 Pb基電極材料
        1.5.3 材料的組成結(jié)構對電化學性能的影響
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料和實驗方法
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗儀器與設備
        2.1.2 實驗原料與試劑
    2.2 測試與表征方法
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 固體紫外/可見光譜儀(UV-vis)
        2.2.4 傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)
        2.2.5 熱差熱重分析(TG-DSC)
        2.2.6 霍爾測試(Hall measurements)
    2.3 鈣鈦礦材料電化學性能評價
        2.3.1 電池組裝
        2.3.2 充放電測試
        2.3.3 循環(huán)伏安測試
        2.3.4 交流阻抗測試
第三章 CH₃NH₃PbX₃ (X=I、Br)溶劑熱合成及生長機制
    3.1 實驗方案
    3.2 工藝參數(shù)對CH₃NH₃PbI₃晶體合成的影響
        3.2.1 不同合成溫度對CH₃NH₃PbI₃微觀組織和成分的影響
        3.2.2 不同合成時間對CH₃NH₃PbI₃微觀組織和成分的影響
    3.3 工藝參數(shù)對CH₃NH₃PbBr₃合成的影響
        3.3.1 不同合成時間和溫度對CH₃NH₃PbBr₃合成的影響
        3.3.2 不同Pb²⁺添加量對CH₃NH₃PbBr₃晶體影響
    3.4 CH₃NH₃PbI₃濕度穩(wěn)定性
        3.4.1 CH₃NH₃PbI₃的濕度穩(wěn)定性研究
        3.4.2 CH₃NH₃PbBr₃濕度穩(wěn)定性研究
    3.5 CH₃NH₃PbX₃ (X=I、Br)晶體生長機制的研究
        3.5.1 CH₃NH₃PbI₃晶體的生長機制
        3.5.2 CH₃NH₃PbBr₃晶體的生長機制
    3.6 本章小結(jié)
第四章 CH₃NH₃PbX₃ (X=I、Br)的電化學性能研究
    4.1 CH₃NH₃PbI₃的電化學性能研究
        4.1.1 CH₃NH₃PbI₃電極的微觀形貌分析
        4.1.2 充放電曲線和循環(huán)伏安曲線特性
        4.1.3 循環(huán)性能
        4.1.4 倍率性能
        4.1.5 交流阻抗分析
    4.2 CH₃NH₃PbBr₃的電化學性能
        4.2.1 CH₃NH₃PbBr₃電極的微觀形貌分析
        4.2.2 充放電曲線特性
        4.2.3 循環(huán)伏安特性
        4.2.4 循環(huán)性能
        4.2.5 倍率性能
        4.2.6 交流阻抗分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3937158