本文關(guān)鍵詞：石墨烯負載二元金屬硫化物的制備及其電化學(xué)性能，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二元金屬硫化物由于其不尋常的理化特性,在科研領(lǐng)域引起了人們的廣泛關(guān)注。然而作為鋰離子電池負極材料進行充放電循環(huán)測試時,由于其較大的體積膨脹而引起材料粉化,導(dǎo)致循環(huán)性能很差。針對這些問題,本論文利用水熱法制備出片狀SnSx(SnS和SnS2混合物)與石墨烯復(fù)合材料以及納米片自組裝成的花狀SnS微米球和疏松多孔的MnS微米球,以此來緩沖其體積膨脹。另外,通過加入石墨烯來進一步提升二元金屬硫化物的電化學(xué)性能。石墨烯由蜂窩狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建而成,在最近這些年受到人們的普遍關(guān)注。為此,石墨烯在各個領(lǐng)域,比方說晶體管、光能、鋰電池等領(lǐng)域的應(yīng)用都特別廣泛。本論文將制備出的二元金屬硫化物進一步與石墨烯進行復(fù)合,通過他們之間的協(xié)同作用和石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性,來提高其電化學(xué)性能。本論文利用XRD,SEM,Raman,TGA等手段測試分析了它們的微觀結(jié)構(gòu)和組成,并對其電化學(xué)性能及阻抗進行測試,其作為鋰電負極材料的電化學(xué)等綜合性能得到充分研究。本文主要內(nèi)容如下:通過溶劑熱法,以TAA為硫源,PEG-200為溶劑制備出片狀SnSx材料,并與石墨烯進行復(fù)合。添加了石墨烯之后,SnSx材料的電化學(xué)性能有了明顯的提升。電化學(xué)阻抗表明,復(fù)合材料中附加的RGO(還原氧化石墨烯)的存在不僅降低了電極的接觸電阻,也極大的促進了鋰離子在嵌入和脫出材料時的電子轉(zhuǎn)移順暢性。復(fù)合材料良好的循環(huán)性能主要得益于石墨烯良好的導(dǎo)電性和機械性能以及片狀SnSx材料與石墨烯片之間的協(xié)同作用。采用PEG為表面活性劑,水為溶劑,硫脲為硫源的水熱法制備出花狀的SnS微米球,將其與石墨烯進行復(fù)合并與純SnS微米球的電化學(xué)性能進行比較。電化學(xué)測試表明,復(fù)合材料SnS/RGO在可逆容量和循環(huán)穩(wěn)定性上都明顯高于純相的SnS微米球。石墨烯層不僅可以作為一個緩沖層來緩解SnS充放電過程的體積膨脹,還能提高材料的電子傳導(dǎo)性。通過水熱法,以L-半胱氨酸為硫源制備出多孔MnS微球。純相的MnS微米球電化學(xué)性能與添加RGO之后的復(fù)合材料相比較,200次循環(huán)之后,MnS/RGO復(fù)合材料容量仍保持在800 mAh/g左右,遠高于純相的多孔MnS微球。同時復(fù)合材料在1C大電流的倍率下進行充放電循環(huán)測試,表現(xiàn)了出色的循環(huán)性能。復(fù)合材料電化學(xué)性能的提高主要歸功于石墨烯影響了MnS的晶體生長尺寸,同時石墨烯可以作為緩沖層來進一步緩沖材料的體積膨脹,還能提高其導(dǎo)電性。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 負極材料 二元金屬硫化物 石墨烯 電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB332;TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 引言9
• 1.2 鋰離子電池簡介9-12
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展簡史9-10
• 1.2.2 鋰離子電池的構(gòu)造及原理10-11
• 1.2.3 鋰離子電池的特點11-12
• 1.3 鋰離子電池電極材料的研究12-17
• 1.3.1 鋰離子電池正極材料12-14
• 1.3.2 鋰離子電池負極材料14-17
• 1.4 二元金屬硫化物的研究17-18
• 1.4.1 二元金屬硫化物簡介17
• 1.4.2 二元金屬硫化物制備及其電化學(xué)應(yīng)用17-18
• 1.5 石墨烯的研究18-21
• 1.5.1 制備石墨烯的常用方法19-20
• 1.5.2 石墨烯在電化學(xué)中的應(yīng)用20-21
• 1.6 本文的研究內(nèi)容及意義21-22
• 第2章 實驗方法22-28
• 2.1 實驗原料與試劑22-23
• 2.2 實驗儀器與設(shè)備23-24
• 2.3 樣品的形貌及結(jié)構(gòu)測試24-25
• 2.3.1 X射線衍射測試24-25
• 2.3.2 掃描電鏡分析25
• 2.3.3 透射電鏡分析25
• 2.3.4 熱重測試25
• 2.3.5 拉曼測試25
• 2.4 實驗電池的組裝25-26
• 2.4.1 電極的制備25-26
• 2.4.2 扣式電池的組裝26
• 2.5 實驗電池的電化學(xué)性能測試26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 SnS_x/RGO復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 SnS_x/RGO復(fù)合材料的溶劑熱制備28
• 3.3 SnS_x/RGO復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征28-30
• 3.4 SnS_x/RGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能30-32
• 3.5 本章小結(jié)32-34
• 第4章 SnS/RGO復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 SnS/RGO復(fù)合材料的水熱制備34
• 4.3 SnS/RGO復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征34-37
• 4.4 SnS/RGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能37-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 第5章 MnS/RGO復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能43-50
• 5.1 引言43
• 5.2 MnS/RGO復(fù)合材料的水熱制備43-44
• 5.3 MnS/RGO復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征44-47
• 5.4 MnS/RGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能47-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第6章 總結(jié)與展望50-52
• 6.1 工作總結(jié)50-51
• 6.2 工作展望51-52
• 參考文獻52-59
• 致謝59-60
• 個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60

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