發(fā)布時(shí)間：2022-11-01 18:33

　　新型的二維材料黑磷作為鋰/鈉離子電池負(fù)極材料具有高的理論容量,但存在充放電過(guò)程中體積變化大容量衰減快的缺點(diǎn)。并且,傳統(tǒng)的黑磷制備方法存在工藝復(fù)雜且危險(xiǎn)性高的缺點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文利用低壓結(jié)晶法制備了黑磷,進(jìn)而利用超聲剝離制備出厚度只有幾納米的“黑磷烯”。通過(guò)其與石墨烯的復(fù)合制備出鋰/鈉電池負(fù)極材料,石墨烯對(duì)黑磷的包覆作用能有效提高它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而提高電池容量。本文對(duì)黑磷的制備、微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵合以及電化學(xué)性能進(jìn)行了研究,得到如下結(jié)論:（1）“低壓結(jié)晶法”相比起其它的黑磷制備方法而言其制備條件相對(duì)更溫和,實(shí)驗(yàn)過(guò)程也更安全,而得到的黑磷具有高純度和高結(jié)晶度。以紅磷、錫粉和四碘化錫為原料,在低壓的環(huán)境下經(jīng)過(guò)一定的熱處理即可得到斜方晶系的黑磷。這種方法非常適合在實(shí)驗(yàn)室制備少量且高純度的單晶黑磷。（2）通過(guò)分析黑磷的嵌鋰/脫鋰機(jī)制,揭示了黑磷直接用于鋰電負(fù)極材料時(shí)庫(kù)倫效率極低的主要原因。通過(guò)水熱反應(yīng)的方式將黑磷與石墨烯進(jìn)行了復(fù)合,得到的復(fù)合材料BPGO在200圈的充放電循環(huán)內(nèi),能保持780 mAh/g的比容量。此外,一種新型的紐扣電池制備工藝首次應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)中,有別于傳統(tǒng)的涂膜方式,負(fù)極材料... 

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 黑磷在電池上的應(yīng)用
        1.2.1 黑磷的嵌鋰/鈉離子機(jī)理
        1.2.2 黑磷在鋰、鈉離子電池的應(yīng)用
    1.3 黑磷在光催化的應(yīng)用
    1.4 黑磷在電催化的應(yīng)用
        1.4.1 黑磷在氧析出反應(yīng)的應(yīng)用
        1.4.2 黑磷在氫析出反應(yīng)的應(yīng)用
    1.5 論文的選題背景和研究?jī)?nèi)容
第2章 黑磷的制備和剝離
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 黑磷的制備
        2.2.2 黑磷的剝離
        2.2.3 表征與測(cè)試
    2.3 分析與討論
    2.4 本章小結(jié)
第3章 黑磷用作鋰離子電池負(fù)極材料
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 水熱反應(yīng)
        3.2.2 表征與測(cè)試
    3.3 分析與討論
        3.3.1 水熱反應(yīng)后的物理表征及電化學(xué)測(cè)試
        3.3.2 BPGO薄膜電極的制備、表征和性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 黑磷用作鈉離子電池負(fù)極材料
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 超聲剝離
        4.2.2 高分子化學(xué)修飾
        4.2.3 水熱炭化
        4.2.4 表征與測(cè)試
    4.3 分析與討論
        4.3.1 4-RBP負(fù)極材料的分析與討論
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3699890