發(fā)布時間：2020-06-22 00:30

【摘要】：鋰離子電池作為一種化學(xué)電源,具有工作電壓高、能量密度大、安全性能好和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),其在電動汽車、混合電動汽車和風(fēng)能、太陽能的儲存等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但商用的鋰離子電池電極材料較低的比容量限制了其發(fā)展。為了滿足要求,人們開始研究新型鋰離子電池電極材料。其中,金屬硫化物由于其高的理論比容量和低成本得到廣泛關(guān)注。目前,多種金屬硫化物已被研究作為鋰離子電池正、負(fù)極材料,金屬硫化物因其新穎的電化學(xué)性能和重要技術(shù)應(yīng)用,得到越來越多的關(guān)注。MgS作為一種輕金屬硫化物,具有原材料豐富和成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文在綜述了國內(nèi)外金屬硫化物研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,首次研究了MgS作為鋰離子電池電極材料的電化學(xué)性能。以Mg粉、MgH2、升華硫(S)和乙炔黑(C)為原料,分別將Mg和MgH2粉體材料與S機(jī)械球磨合成MgS,再將MgS與C球磨合成MgS/C復(fù)合材料,或?qū)gH2與S/C球磨混合粉體材料進(jìn)行機(jī)械球磨制備MgS/C復(fù)合材料。此外,還通過先將MgH2和C球磨,再與S加熱反應(yīng)生成MgS/C復(fù)合材料。采用X射線衍射(XRD),掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡(TEM)和高分辨率透射電鏡(HRTEM)等現(xiàn)代材料測試方法及恒電流充放電、循環(huán)伏安法等電化學(xué)測試技術(shù)分析了材料的物相、微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能。結(jié)果表明,上述方法中Mg和MgH2均能與S反應(yīng)生成MgS,其中機(jī)械力化學(xué)法制備的MgS/C材料較熱反應(yīng)法合成的復(fù)合材料,顆粒更細(xì)小,基本小于1μm,其中MgS為納米尺寸,嵌于無定形C基體中。尤其是以MgH2和S/C為原料通過機(jī)械力化學(xué)法制備的MgS/C材料,其顆粒更為細(xì)小,納米晶MgS均勻彌散均勻成分于碳基體中,其作為鋰離子電池負(fù)極材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,其首次容量高達(dá)1741inAh/g,首次庫倫效率為81%,容量下降主要發(fā)生在前10個循環(huán),隨后循環(huán)性能優(yōu)異,80個循環(huán)后,放電比容量約為630mAh/g。本文還進(jìn)一步結(jié)合XRD和HRTEM等測試分析手段,研究了MgS脫嵌鋰過程機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2724890