發(fā)布時間：2017-05-08 16:03

  本文關鍵詞：二硫化鉬電極材料的制備及電化學性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前商業(yè)化的鋰離子電池負極是碳材料，由于嵌鋰電位與鋰沉積電位相近，容易產生鋰枝晶、理論容量不高、快速充放電性能差等缺點，無法滿足快速發(fā)展的社會對高容量、快速充放電、循環(huán)性能好的鋰電材料的需求。二硫化鉬是一種具有類石墨烯結構的層狀化合物，其各層之間通過范德華力相互作用，有利于鋰離子的嵌入，而且能為鋰離子嵌入提供較多的空間。同時，二硫化鉬自然資源充足，作為鋰離子電池負極時具有較高的比容量，，關于其結構和形貌對電化學性能的影響的研究已經成為熱點。本文通過X射線衍射，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，拉曼測試，充放電測試、循環(huán)伏安測試以及交流阻抗測試等測試手段從組成、形貌、微觀結構鋰離子電池性能方面對二硫化鉬進行了深入的研究。 本文采用水熱溶劑熱法，通過對水熱溫度，鉬源和硫源，反應溶劑，表面活性劑等工藝條件進行調節(jié)，最終制備出由納米片組裝成的花狀二硫化鉬，并對其進行了相關電化學性能測試，表現(xiàn)出較高的容量。在50mA/g的電流密度下，電池的初始放電容量能達到1000mAh/g以上，50次循環(huán)以后仍能保持220mAh/g，電池的容量較高。電池容量的提高可能與二硫化鉬的花狀相貌有關，納米片之間的有機組合，不僅增大了電極與電解質的接觸面積，而且提供了更多的嵌鋰空間，還能有效縮短了鋰離子的遷移路徑，有助于鋰離子的嵌入。 由納米片組裝成的花狀二硫化鉬盡管容量較高，但循環(huán)性能較差，容量衰減比較快。本文通過水熱法合成制備了二硫化鉬與石墨烯的復合材料，考察了復合對鋰離子電池性能的影響。研究結果表明，超聲對前驅體的分散效果較好，經水熱同步還原合成的復合材料，電化學性能得到了明顯的提高，不僅循環(huán)穩(wěn)定性得到了增強，而且電池的容量也得到提高。在高電流密度200mA/g下，電池循環(huán)20次仍能達到735mAh/g，電池的初始放電容量為900mAh/g以上，在相同條件下二硫化鉬的容量為466mAh/g。復合材料電化學性能的提高與石墨烯的優(yōu)異性能有關，在充分利用二硫化鉬較高比容量的基礎上，通過復合石墨烯增強了結構穩(wěn)定性，提高了材料的電導性，從而增強了其電化學性能。
【關鍵詞】：二硫化鉬 水熱法 鋰離子電池 石墨烯
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM912;TQ136.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 鋰離子電池10-14
• 1.2.1 鋰離子電池負極研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 二硫化鉬及石墨烯材料14-23
• 1.3.1 二硫化鉬的結構與應用14-16
• 1.3.2 二硫化鉬的合成方法16-18
• 1.3.3 不同形貌二硫化鉬的制備18-20
• 1.3.4 二硫化鉬的復合20-21
• 1.3.5 石墨烯的研究進展21-23
• 1.4 研究目的和研究內容23-25
• 1.4.1 研究目的23
• 1.4.2 研究內容23-25
• 第2章 材料及試驗方法25-31
• 2.1 實驗原料及儀器設備25-26
• 2.2 材料的制備26-27
• 2.2.1 水熱法合成二硫化鉬26-27
• 2.2.2 二硫化鉬-石墨烯復合材料的水熱合成27
• 2.3 電池的組裝27-28
• 2.4 電極材料的表征與測試28-31
• 2.4.1 X 射線衍射（XRD）28
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡（SEM）28-29
• 2.4.3 透射電子顯微鏡（TEM）29
• 2.4.4 充放電測試29
• 2.4.5 循環(huán)伏安測試29-30
• 2.4.6 交流阻抗測試30-31
• 第3章 二硫化鉬的可控合成及電化學性能研究31-50
• 3.1 引言31-32
• 3.2 水熱合成花狀二硫化鉬32-48
• 3.2.1 水熱溫度的確定32-34
• 3.2.2 水熱硫源、鉬源的確定34-35
• 3.2.3 水熱溶劑的確定35-41
• 3.2.4 水熱表面活性劑的確定41-48
• 3.3 反應原理48
• 3.4 本章小結48-50
• 第4章 MoS_2-G 的制備和性能研究50-59
• 4.1 引言50
• 4.2 MoS_2-G 的制備50-53
• 4.3 MoS_2-G 的電化學性能測試53-57
• 4.4 本章小結57-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

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本文編號：351423