隨著電動汽車和移動電子器件的迅猛發(fā)展,鋰離子電池得到了廣泛應用。然而,石墨負極材料因其較低的比容量和安全性已難以滿足市場發(fā)展的需求。因此,亟需研發(fā)一種新型的鋰離子電池負極材料來取代石墨成為下一代商用負極材料。二硫化鉬因其高的儲能密度,獨特的層狀結構和高安全性,被視為最有前景的負極材料之一。然而二硫化鑰在鋰離子脫嵌過程中體積變化產生的重堆疊及導電性差的問題,嚴重影響其循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能�；诖�,本論文采用Ti02納米線陣列提高MoS2穩(wěn)定性,利用還原氧化石墨烯增強其導電性,進而提高二硫化鉬負極材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。論文具體研究內容如下:（1）骨架Ti02納米線陣列支撐的MoS2納米片電化學性能研究。先利用水熱法制備了直徑約為40-80nm定向生長的高穩(wěn)定性的Ti02納米線陣列,然后利用水熱法在Ti02納米線陣列上制備了 MoS2納米片。通過形貌分析及電化學測試發(fā)現(xiàn),當MoS2納米片均勻地包裹在Ti02納米線陣列上時,復合材料展現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,在100 mA/g的電流下經過100次循環(huán)之后剩余比容量為502 mA h/g,在1000mA/g的電流下經過250次循環(huán)后的剩余比容... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２零維＼１〇５２復合材料：（ａ）（ｂ）（ｃ）ＭｏＳ２納米片均勻的包裹在屮空的碳納米球??１５４１；?（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）?Ｍ０Ｓ２納米片包裹碳納米球１５５１??

包括納米管、納米纖維和納米線。ＬｅｅＨｙｏｙｏｕｎｇ團隊利用微波輻射技術以硫??粉和氯化鑰為原料在碳納米管上制備層狀ＭｏＳ２，這種獨特的方法解決了?ＭｏＳ２??和碳材料無法緊密接觸的問題，如圖１．３（ａ）（ｂ）［１４］。鄭宏賀團隊利用一種簡單的溶??液法在碳納米管上制備了超薄的Ｍ〇Ｓ２納米片，如圖１．３（ｃ）（ｄ）。這種結構的優(yōu)勢??在于Ｍ〇Ｓ２納米片的邊緣大部分區(qū)域暴露在碳納米管以外的位置，這就使得復合??材料擁有著更大的比表面積［６Ｑ］。樓雄文課題組利用葡萄糖輔助的水熱法制備了??少層的ＭｏＳ２納米片包裹的碳納米柱結構，如圖１．３（ｅ）?（ｆ）由于葡萄糖的作用是將??Ｍ〇Ｓ２納米片與碳納米柱緊密的結合在一起，這就使碳納米柱能夠更好的界面接??觸，提高復合材料的導電性，從而提高電化學性能，尤其是高倍率放電性能［６１］。??這些復合材料均表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，相對于單純的Ｍ〇Ｓ２而言其穩(wěn)定性和??比容量均有明顯的提升。一方面這種復合材料有較大的比表面積，為儲存鋰離子??提供更多的位點；另一方面能為鋰離子往返脫嵌提供緩沖空間

復合材料的界面接觸密切相關。為了進一步完善其性能，二維的Ｍ〇Ｓ２經常通過??多孔碳，導電聚合物和金屬氧化物的修飾來做表面處理［６２＿６＼李春忠課題組制備??了一種理想的復合材料，將一層Ｍ０Ｓ２插在兩層多孔碳納米層之間，如圖１．４（ａ）??（ｂ），這種理想的復合材料能夠充分發(fā)揮兩種層狀材料的協(xié)同作用％１。趙海雷課??題組利用水熱法通過調節(jié)ｐＨ值，將Ｍ〇Ｓ２ｍ米片垂直制備在石墨烯納米片上，??如圖１．４（ｃ）?（ｄ）。這種結構有三個優(yōu)點：（１）ＭｏＳ２納米片垂直的生長在石墨烯上，??不僅能夠抑制石墨烯的團聚和Ｍ〇Ｓ２的重堆疊，而且能夠為嵌鋰反應提供足夠的??位點；（２）兩種材料通過Ｃ－０－Ｍｏ鍵連接，從而提供兩種材料之間高效的電子傳??輸通道；（３）Ｍ〇Ｓ２納米片擁有較大的比表面積，能夠縮短鋰離子的擴散路徑，實??現(xiàn)鋰離子的快速脫嵌，因此該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能［４８］。在此思路下，Ｊｏｎｇ??ＨｙｅｏｋＰａｒｋ用一步水熱法在石墨燦的（１００）方向上制備了超薄的Ｍ０Ｓ２納米片

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池負極材料的研究進展[J]. 武明昊,陳劍,王崇,衣寶廉.  電池. 2011(04)
[2]鋰離子電池負極材料的研究進展[J]. 顏劍,蘇玉長,蘇繼桃,盧普濤.  電池工業(yè). 2006(04)



本文編號：2943659