二硫化鉬(MoS₂)是一種比較典型的層狀過渡金屬硫化物,共價鍵合的S-Mo-S層通過微弱的范德華力堆積在一起,有利于外來客體在其間的插層。然而,將其作為鋅離子電池正極材料,塊狀二硫化鉬的電化學(xué)性能不理想。這主要是因為相對于Zn²⁺水合半徑而言,塊狀MoS₂的層間距不利于Zn²⁺離子的快速遷移,且由于Zn²⁺與宿主材料間的相互作用較強,使得鋅離子的嵌/脫插過程困難。因此,本論文工作通過預(yù)先在二硫化鉬層間引入某種客體材料,降低鋅離子嵌/脫插過程的能壘,提高鋅離子擴(kuò)散速率。實驗中,分別采用聚乙烯醇(PVA)、NH3嵌插法,有效地擴(kuò)大了二硫化鉬的層間距,通過制備過程的優(yōu)化,對改性前后二硫化鉬的電化學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,具體研究內(nèi)容如下:首先,通過水熱法合成了由PVA插層的MoS₂,MoS₂的層間距由約0.615 nm擴(kuò)大到了1.0 nm以上,所得材料是由納米片聚集而成的微納米球。PVA作為插層劑的同時也作為碳源,在隨后的高溫?zé)Y(jié)過程中碳化,在...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 水系鋅離子電池概述
        1.2.1 水系鋅離子電池組成
        1.2.2 鋅離子電池充放電原理
    1.3 二硫化鉬及其改性
        1.3.1 二硫化鉬
        1.3.2 擴(kuò)層二硫化鉬
    1.4 二硫化鉬的擴(kuò)層方法
        1.4.1 雜原子摻雜法
        1.4.2 金屬離子插層法
        1.4.3 金屬原子插層法
        1.4.4 小分子/聚合物插層法
    1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.5.1 鋅離子電池正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.5.2 擴(kuò)層二硫化鉬作為正極材料的研究現(xiàn)狀
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及實驗方法
    2.1 主要化學(xué)試劑和儀器
        2.1.1 主要化學(xué)試劑
        2.1.2 主要儀器設(shè)備
    2.2 實驗方法
    2.3 電池組裝方法
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 X射線衍射譜圖
        2.4.2 掃描電鏡
    2.5 電化學(xué)性能測試
        2.5.1 循環(huán)伏安曲線
        2.5.2 電化學(xué)阻抗測試
        2.5.3 恒流充放電測試
第3章 擴(kuò)層二硫化鉬的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 球狀擴(kuò)層二硫化鉬制備及表征
        3.2.1 材料的制備
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 插層劑(PVA)攪拌時間對擴(kuò)層二硫化鉬的影響
        3.2.4 插層劑(PVA)的量對擴(kuò)層二硫化鉬的影響
        3.2.5 高溫?zé)Y(jié)對擴(kuò)層二硫化鉬的影響
    3.3 管狀擴(kuò)層二硫化鉬的制備及表征
        3.3.1 材料的制備
        3.3.2 材料的表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 擴(kuò)層二硫化鉬用作鋅離子電池正極材料的電化學(xué)性能測試
    4.1 引言
    4.2 球狀擴(kuò)層二硫化鉬電化學(xué)性能測試
        4.2.1 材料制備過程中影響電化學(xué)性能的因素
        4.2.2 擴(kuò)層二硫化鉬性能分析
        4.2.3 電極制備工藝的優(yōu)化
    4.3 管狀擴(kuò)層二硫化鉬電化學(xué)性能測試
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3792842