隨著人類對能源的需求量越來越大,傳統(tǒng)能源正面臨枯竭,再加上傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)重,因此迫切需要開發(fā)和利用清潔可再生的新能源,包括太陽能、風(fēng)能、潮汐能和氫能等。其中太陽能、風(fēng)能和潮汐能等只能提供間歇性的能源輸出,需要高儲能密度的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備對其進(jìn)行存儲,鋰離子電池由于儲能密度高,循環(huán)性能良好,是理想的儲能設(shè)備。對氫能的利用和開發(fā)方面,氫氣的制備方法是限制其大范圍應(yīng)用的重要因素之一,而電解水析氫（HER）被認(rèn)為是下一代高效、清潔的氫氣制備技術(shù)。本文從鉬基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計入手,制備了兩種鉬基復(fù)合結(jié)構(gòu),并分別研究了它們的鋰電負(fù)極性能和HER性能,以及我們在材料結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)勢,主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1、我們設(shè)計并合成了一種MoS₂納米片垂直生長在N摻雜的碳納米片上的結(jié)構(gòu)（MoS₂/NC）,該結(jié)構(gòu)以DDA插層的MoO₃（MoO₃/DDA）為前驅(qū)體,通過簡單的熱處理和水熱反應(yīng)制得。XPS分析表明MoS₂/NC中存在C-S鍵,說明MoS₂納米片與NC基體間具有... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文22 2x yM O yLi ye xM yLi O （1-4我們稱其為轉(zhuǎn)化反應(yīng)儲鋰機制。由于該反應(yīng)過程涉及多個電子轉(zhuǎn)移，因此通常具有很高的理論容量（600 ~ 1000 mAh g-1）。此后，人們又發(fā)現(xiàn)金屬磷化物、氟化物、氮化物、硫化物等也具有類似的儲鋰機理。其中，二硫化鉬由于具有類石墨的結(jié)構(gòu)理論容量較高（約 670 mAh g-1），無毒，是研究的熱點。例如 Wang 等通過自犧牲模板法制備出的 MoS2納米管[26]，用于鋰電負(fù)極時表現(xiàn)出了較好的倍率性能和循環(huán)性能Zhang 等采用 PVP 輔助水熱法合成了放射狀排列的 MoS2納米球[27]，如圖 1-2 所示。用于鋰電負(fù)極時 MoS2納米球在 500 mA g-1電流密度下循環(huán) 500 圈后還具有 1009mAh g-1的儲鋰容量。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文結(jié)構(gòu)破壞較大，在長循環(huán)過程容量衰減較快。另外 MoS2本身導(dǎo)電性較差，從而在大電流密度下充放電的倍率性能不好。為此，科研工作者將 MoS2與碳質(zhì)基體復(fù)合來解決以上問題。由于碳質(zhì)基體的高導(dǎo)電性和柔性，既能夠提高 MoS2電極的導(dǎo)電性，又能夠緩解MoS2在循環(huán)過程中結(jié)構(gòu)的破壞。例如Zhang等通過水熱法制備出了MoS2@納米管，納米管狀結(jié)構(gòu)的形成是由于柯肯達(dá)爾效應(yīng)引起的，如圖 1-3 所示[28]。該MoS2@C 納米管用于鋰離子電池負(fù)極時具有增強的電化學(xué)儲鋰性能，在 0.1 C 電流密度下的起始容量為 1327 mAh g-1，首次昆侖效率為 92%，并且在 0.5 C 電流密度下循環(huán) 300 圈后的容量依然保持在初始容量的 90%以上。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鉬基析氫反應(yīng)電催化劑的研究進(jìn)展[J]. 吳則星,王杰,郭軍坡,朱靜,王得麗.  電化學(xué). 2016(02)



本文編號：3125556