本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池負(fù)極材料硫化鉬的制備及電化學(xué)性能研究　出處：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鋰離子電池具有能量密度高、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在移動(dòng)通訊等便攜電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)鋰離子電池作為最有希望的電動(dòng)汽車動(dòng)力來源已吸引了國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。目前鋰離子電池廣泛使用石墨作為負(fù)極材料，石墨負(fù)極來源豐富，電壓平臺(tái)平坦，庫倫效率高且循環(huán)性能優(yōu)異，但是比容量很低（理論容量372mAh/g），難以滿足電動(dòng)汽車對(duì)能量密度的要求。因此，，研究開發(fā)比容量高且循環(huán)性能好的新型負(fù)極材料具有十分重要的意義。 二硫化鉬作為一種典型的過渡金屬硫化物，有獨(dú)特的三明治結(jié)構(gòu)，在諸多領(lǐng)域具有很好的潛在應(yīng)用前景，例如潤(rùn)滑、催化、儲(chǔ)氫等。層狀結(jié)構(gòu)有利于鋰離子的嵌入脫出，沒有明顯的體積變化。本文對(duì)硫化鉬作為鋰離子電池負(fù)極材料進(jìn)行了研究，采用一種簡(jiǎn)單的水熱法在堿性溶液中合成硫化鉬，研究了水熱制備工藝對(duì)材料性能的影響及材料的形貌控制，并探索了結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能之間的關(guān)系。 采用鉬酸銨和硫脲作為鉬源和硫源水熱合成MoS2，通過在反應(yīng)物中加入NaOH可以調(diào)節(jié)硫化鉬的結(jié)構(gòu)從多孔的花狀到致密的球狀，而且所得到的硫化鉬具有很好的結(jié)晶性。本文對(duì)硫化鉬的水熱形成機(jī)理也作了研究，認(rèn)為致密的球狀硫化鉬是由花狀硫化鉬沿著納米片的00l方向生長(zhǎng)演變而來的�；谶@一生長(zhǎng)機(jī)理，通過改變反應(yīng)中的S/Mo比或者在反應(yīng)物中加入表面活性劑，可以控制硫化鉬的微觀結(jié)構(gòu)。 電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，作為鋰離子電池負(fù)極材料，花狀硫化鉬比球狀硫化鉬有更好的電化學(xué)性能，當(dāng)電流密度為100mA/g時(shí)，花狀硫化鉬的可逆容量可達(dá)到900mAh/g，當(dāng)電流密度高達(dá)1000mA/g時(shí)，其可逆容量仍然高達(dá)800mAh/g，是比較有潛力的鋰離子電池負(fù)極材料之一。EIS表明花狀硫化鉬具有較低的阻抗，花狀分級(jí)結(jié)構(gòu)在很大程度上能夠提高其電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性，從而改善其電化學(xué)性能。 此外，合成了一系列硫化鉬復(fù)合材料，如MoS2/C和MoS2/PANI，并對(duì)其進(jìn)行了初步表征。
[Abstract]:Lithium ion batteries have been widely used in portable electronic devices such as mobile communication because of their high energy density, friendly environment and long cycle life. At the same time, lithium ion battery as the most promising source of electric vehicle power has attracted the attention of domestic and foreign. At present, lithium ion battery widely use graphite as negative electrode material, graphite anode source is rich, voltage platform is flat. Coulomb has high efficiency and excellent cycle performance, but its specific capacity is very low (theoretical capacity is 372mAh/ g / g), which is difficult to meet the energy density requirements of electric vehicles. It is of great significance to study and develop new negative electrode materials with high specific capacity and good cycling performance. As a typical transition metal sulfide, molybdenum disulfide has a unique sandwich structure and has good potential applications in many fields, such as lubrication, catalysis. The layered structure is beneficial to the intercalation of lithium ion without obvious volume change. In this paper, molybdenum sulfide as anode material for lithium ion battery was studied. Molybdenum sulphide was synthesized in alkaline solution by a simple hydrothermal method. The effect of hydrothermal preparation process on the properties of the materials and the morphology control of the materials were studied. The relationship between the structure and electrochemical properties was explored. MoS _ 2 was synthesized with ammonium molybdate and thiourea as molybdenum source and sulfur source. The structure of molybdenum sulfide can be adjusted from porous flower to dense sphere by adding NaOH in the reactant. The obtained molybdenum sulfide has good crystallinity. The hydrothermal formation mechanism of molybdenum sulfide has also been studied in this paper. It is considered that the dense bulbous molybdenum sulfide evolved from the growth of the flower-shaped molybdenum sulfide along the 00l direction of the nanosheet, based on this growth mechanism. The microstructure of molybdenum sulfide can be controlled by changing the S- / Mo ratio in the reaction or adding surfactant to the reactant. The electrochemical test results show that the flower-shaped molybdenum sulfide has better electrochemical performance than the spherical molybdenum sulfide as the anode material of lithium ion battery, when the current density is 100 Ma / g. The reversible capacity of flower-shaped molybdenum sulfide can reach 900mAh/ g, and when the current density is up to 1000mAh / g, the reversible capacity is still up to 800mAh/ g. EIS shows that molybdenum flower sulfide has low impedance and flower-like classification structure can improve the electrochemical reaction kinetics to a great extent. Thus, the electrochemical performance is improved. In addition, a series of molybdenum sulfide composites, such as MoS2/C and MoS _ 2 / PANI, were synthesized and characterized.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM912

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本文編號(hào)：1381862