碳基鋰硫電池復(fù)合正極的制備及其電化學(xué)性能研究
發(fā)布時間：2021-06-01 22:32
隨著人口的增長以及社會的發(fā)展,傳統(tǒng)鋰離子電池難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。鋰硫電池由于其極高的理論比容量(1675 mAh g-1)且其所用的單質(zhì)硫正極具有成本低廉、環(huán)境友好、儲量豐富等優(yōu)點(diǎn)引起了科研人員的廣泛關(guān)注。但在實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化之前,單質(zhì)硫和循環(huán)產(chǎn)物硫化鋰是電子/離子絕緣體,單質(zhì)硫在循環(huán)過程中體積膨脹,循環(huán)中間產(chǎn)物多硫化鋰易溶于電解液并引發(fā)等缺陷限制了其發(fā)展。因此,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎,導(dǎo)電性良好的復(fù)合正極能夠有效改善鋰硫電池的電化學(xué)性能。本文主要通過選擇特殊的前驅(qū)體,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎的碳/硫復(fù)合材料,并且利用MoS2進(jìn)行包覆摻雜制備具有特殊多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)具有較多活性位點(diǎn)以及良好催化性能的鋰硫電池復(fù)合正極材料并研究其電化學(xué)性能。主要研究內(nèi)容如下:（1）使用MOFs材料作為前驅(qū)體,通過水熱法以及熔融滲硫法制備MoS2@CZIF67/S復(fù)合正極材料。其中CZIF67提供電子/離子快速傳輸通道,MoS2提供外部活性位點(diǎn)以及發(fā)揮其催化作用,并且N元素的摻雜有效提高其導(dǎo)電能力,制備得到的MoS2@C...
【文章來源】：桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
二硫化鉬結(jié)構(gòu)示意圖
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12構(gòu)形態(tài)等信息進(jìn)行分析。目前XRD已經(jīng)成為研究晶體與非晶體材料微觀結(jié)構(gòu)最常用的方法之一。本論文中采用日本Rigaku公司的MiniFlex-600型X射線衍射儀，如圖2.1所示。樣品制備過程如下：先取適量研磨成均勻粉狀的樣品裝入樣品槽，使用載玻片將樣品壓實(shí)后，使用酒精將樣品槽周圍多余樣品清理干凈，然后送入樣品室進(jìn)行測試。圖2.1X射線衍射儀（XRD）Figure2.1X-RayDiffractometer(XRD)2.2.2X射線光電子能譜儀分析X射線光電子能譜（XPS）是一種能夠?qū)悠吩剡M(jìn)行定性以及半定量分析的測試方法。其工作原理如下：X射線照射到樣品表面，會將樣品原子中的電子激發(fā)成為自由電子，通過收集這些具有特定信息的自由電子來分析樣品的元素組成以及價態(tài)分布。本論文采用美國熱電公司生產(chǎn)的ESCALAB250XI型XPS，如圖2.2所示。樣品制備過程如下：先在鋁箔上粘貼一定大小的雙面膠，將少量樣品均勻分散在雙面膠上，再將另一片干凈的鋁箔覆蓋在樣品上，并使用馬克筆標(biāo)識正反面，之后使用粉末壓片機(jī)將樣品壓實(shí)，然后根據(jù)標(biāo)識取下樣品，貼在樣品測試臺上待測。
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖2.2X射線光電子能譜儀（XPS）Figure2.2X-Rayphotoelectronspectroscopy(XPS)2.2.3拉曼光譜分析拉曼光譜（RamanSpectra）是指利用激光照射到樣品上時會發(fā)生散射從而形成的光譜。本論文中主要采用拉曼光譜分析樣品中碳的成分與結(jié)構(gòu)，本論文中所使用的儀器為InViareflex型共焦顯微拉曼光譜儀，這是由雷尼紹公司制造生產(chǎn)的，如圖2.3所示。圖2.3拉曼光譜儀Figure2.3Ramanspectrometer2.2.4比表面積及孔徑分布分析比表面積及孔徑分布用來表征多孔材料必不可少的參數(shù)之一，主要采用低溫
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Facile synthesis of Mo2C nanoparticles on N-doped carbon nanotubes with enhanced electrocatalytic activity for hydrogen evolution and oxygen reduction reactions[J]. Yue-Jun Song,Jin-Tao Ren,Gege Yuan,Yali Yao,Xinying Liu,Zhong-Yong Yuan. Journal of Energy Chemistry. 2019(11)
[2]非貴金屬鈷、氮共摻雜碳納米管負(fù)載紙衍生多孔碳電催化劑的制備及其氧還原性能研究（英文）[J]. 劉高鵬,王彬,徐麗,丁鵬輝,張鵬飛,夏杰祥,李華明,錢君超. 催化學(xué)報. 2018(04)
[3]玉米秸稈顆粒熱解制炭的試驗(yàn)研究[J]. 朱金陵,何曉峰,王志偉,李在峰,雷廷宙. 太陽能學(xué)報. 2010(07)
博士論文
[1]鋰硫電池硫/碳復(fù)合正極材料的改性制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 張序清.浙江大學(xué) 2019
碩士論文
[1]基于多孔導(dǎo)電基底的鋰硫電池陰極材料設(shè)計(jì)與研究[D]. 馬文慶.山東大學(xué) 2015
本文編號：3210282
【文章來源】：桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
二硫化鉬結(jié)構(gòu)示意圖
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12構(gòu)形態(tài)等信息進(jìn)行分析。目前XRD已經(jīng)成為研究晶體與非晶體材料微觀結(jié)構(gòu)最常用的方法之一。本論文中采用日本Rigaku公司的MiniFlex-600型X射線衍射儀，如圖2.1所示。樣品制備過程如下：先取適量研磨成均勻粉狀的樣品裝入樣品槽，使用載玻片將樣品壓實(shí)后，使用酒精將樣品槽周圍多余樣品清理干凈，然后送入樣品室進(jìn)行測試。圖2.1X射線衍射儀（XRD）Figure2.1X-RayDiffractometer(XRD)2.2.2X射線光電子能譜儀分析X射線光電子能譜（XPS）是一種能夠?qū)悠吩剡M(jìn)行定性以及半定量分析的測試方法。其工作原理如下：X射線照射到樣品表面，會將樣品原子中的電子激發(fā)成為自由電子，通過收集這些具有特定信息的自由電子來分析樣品的元素組成以及價態(tài)分布。本論文采用美國熱電公司生產(chǎn)的ESCALAB250XI型XPS，如圖2.2所示。樣品制備過程如下：先在鋁箔上粘貼一定大小的雙面膠，將少量樣品均勻分散在雙面膠上，再將另一片干凈的鋁箔覆蓋在樣品上，并使用馬克筆標(biāo)識正反面，之后使用粉末壓片機(jī)將樣品壓實(shí)，然后根據(jù)標(biāo)識取下樣品，貼在樣品測試臺上待測。
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖2.2X射線光電子能譜儀（XPS）Figure2.2X-Rayphotoelectronspectroscopy(XPS)2.2.3拉曼光譜分析拉曼光譜（RamanSpectra）是指利用激光照射到樣品上時會發(fā)生散射從而形成的光譜。本論文中主要采用拉曼光譜分析樣品中碳的成分與結(jié)構(gòu)，本論文中所使用的儀器為InViareflex型共焦顯微拉曼光譜儀，這是由雷尼紹公司制造生產(chǎn)的，如圖2.3所示。圖2.3拉曼光譜儀Figure2.3Ramanspectrometer2.2.4比表面積及孔徑分布分析比表面積及孔徑分布用來表征多孔材料必不可少的參數(shù)之一，主要采用低溫
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Facile synthesis of Mo2C nanoparticles on N-doped carbon nanotubes with enhanced electrocatalytic activity for hydrogen evolution and oxygen reduction reactions[J]. Yue-Jun Song,Jin-Tao Ren,Gege Yuan,Yali Yao,Xinying Liu,Zhong-Yong Yuan. Journal of Energy Chemistry. 2019(11)
[2]非貴金屬鈷、氮共摻雜碳納米管負(fù)載紙衍生多孔碳電催化劑的制備及其氧還原性能研究（英文）[J]. 劉高鵬,王彬,徐麗,丁鵬輝,張鵬飛,夏杰祥,李華明,錢君超. 催化學(xué)報. 2018(04)
[3]玉米秸稈顆粒熱解制炭的試驗(yàn)研究[J]. 朱金陵,何曉峰,王志偉,李在峰,雷廷宙. 太陽能學(xué)報. 2010(07)
博士論文
[1]鋰硫電池硫/碳復(fù)合正極材料的改性制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 張序清.浙江大學(xué) 2019
碩士論文
[1]基于多孔導(dǎo)電基底的鋰硫電池陰極材料設(shè)計(jì)與研究[D]. 馬文慶.山東大學(xué) 2015
本文編號：3210282
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