發(fā)布時間：2021-06-27 14:44

　　鉍（Bismuth,Bi）位于元素周期表中V族（氮族）,是一種后過渡金屬元素,結構為層狀,類似于同系的砷和銻。近年來,鉍憑借其超高的理論體積容量備受關注,但是在充放電過程中,體積的巨大變化會引起電極粉化,最終導致容量發(fā)生不可逆損失。本課題基于鉍具有層狀結構的特性,采用液相剝離的方法制備出寡原子層鉍納米片（Few-layer bismuthene,FLB）,并將其與石墨烯復合后作為鈉離子電池（Sodium-ion batteries,SIB）負極材料,有效緩解了體積膨脹問題,并展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。通過原位技術與模擬計算揭示了鉍鈉化機理,為今后高性能電池體系的探究提供了新的思路和策略。研究內(nèi)容主要包含以下四個部分:（1）首先采用簡單的機械剝離方法成功制備出厚度為3⁵ nm,橫向維度在300¹500nm之間的FLB。系統(tǒng)研究了剝離溶劑、反應時間、還原劑濃度等實驗因素對FLB形貌結構的影響。此外,通過簡單的真空抽濾法制備出不同負載量、自支撐的柔性寡原子層鉍納米片-石墨烯（FLB-G）復合薄膜。復合結構將FLB封裝在石墨烯片層之間,有效防止了FLB... 

【文章來源】：東北電力大學吉林省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微機械剝離大塊體相過程

圖 1-2 超聲輔助液相剝離石墨烯過程[9]（2）剪切力輔助液相剝離法超聲波輔助液相剝離技術可廣泛運用到各種層狀材料，生產(chǎn)速率也遠高于微機械剝，產(chǎn)量濃度甚至高達 1 mg mL-1，但遠遠不能滿足工業(yè)應用的要求。為了進一步提高量，剪切力輔助液相剝離孕育而出。Coleman 等采用高剪切混合機器制備出高質(zhì)量和量的石墨烯薄片[11]，如圖 1-3 所示。在高速旋轉下，混合器中的液體對層狀材料產(chǎn)生切速率從而剝離出超薄納米片。和超聲波輔助液相剝離類似，旋轉適當?shù)娜軇┛梢詼p離過程中的能量消耗及穩(wěn)定脫落的納米片。通過使用這種裝置，石墨烯可以剝離成橫寸 300-800 nm 的薄片[12,13]。

圖 1-2 超聲輔助液相剝離石墨烯過程[9]（2）剪切力輔助液相剝離法超聲波輔助液相剝離技術可廣泛運用到各種層狀材料，生產(chǎn)速率也遠高于微機械剝離法，產(chǎn)量濃度甚至高達 1 mg mL-1，但遠遠不能滿足工業(yè)應用的要求。為了進一步提高生產(chǎn)量，剪切力輔助液相剝離孕育而出。Coleman 等采用高剪切混合機器制備出高質(zhì)量和高產(chǎn)量的石墨烯薄片[11]，如圖 1-3 所示。在高速旋轉下，混合器中的液體對層狀材料產(chǎn)生高剪切速率從而剝離出超薄納米片。和超聲波輔助液相剝離類似，旋轉適當?shù)娜軇┛梢詼p少剝離過程中的能量消耗及穩(wěn)定脫落的納米片。通過使用這種裝置，石墨烯可以剝離成橫向尺寸 300-800 nm 的薄片[12,13]。


本文編號：3253049