第一個MXene家族成員于2011年通過HF蝕刻的化學方法從前驅(qū)體Ti₃AlC₂得到,作為新型二維材料一經(jīng)問世便在能源轉(zhuǎn)換與儲存領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。Ti₃C₂MXene作為目前最熱門的二維材料之一,由于其獨特的微觀結(jié)構(gòu)與物理化學性質(zhì)在鋰離子負極材料領(lǐng)域表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景,目前開發(fā)更具潛力的新型MXenes基納米復合材料應(yīng)用于鋰離子電池負極來滿足不斷增長的社會需求仍是首要工作。本課題首先制備了片層厚度為30.2 nm的納米花狀鎳鈷雙金屬氫氧化物,層間距為4.6?的β-phase為主要相,層間距8.1?的α-phase為次要相,較低的電導率與脆弱的結(jié)構(gòu)使其作為負極材料倍率與循環(huán)性能十分不理想。隨后通過離子濃度控制法制備了純α-phase與純β-phase NiCo-LDH,層間距大的α-phase有更好的電導率,更有利于緩解鋰離子插入、脫插過程的體積膨脹。接著通過HCl+LiF的蝕刻剝離方法,制備了單層、少層Ti₃C₂ MXene納米片,利用靜電吸引誘導...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.1.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與原理
        1.1.3 鋰離子電池的發(fā)展
    1.2 MXene材料
        1.2.1 MAX相家族
        1.2.2 MXene材料的發(fā)展
    1.3 MXene基負極材料
    1.4 本研究的內(nèi)容與意義
第2章 實驗材料及實驗方法
    2.1 實驗藥品和設(shè)備
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗設(shè)備
    2.2 材料的制備
        2.2.1 前驅(qū)體Ti₃AlC₂的制備
        2.2.2 單層、少層Ti₃C₂ MXene的制備
        2.2.3 鎳鈷雙金屬氫氧化物的制備
        2.2.4 NiCo-LDH與氧化石墨烯納米雜化材料的制備
        2.2.5 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料的制備
    2.3 樣品表征
        2.3.1 樣品的結(jié)構(gòu)與化學成分表征
        2.3.2 樣品的形貌與微觀結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 樣品的電化學性能測試
第3章 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料的研究
    3.1 引言
    3.2 制備單層、少層Ti₃C₂ MXene
        3.2.1 前驅(qū)體Ti₃AlC2

        3.2.2 單層、少層Ti₃C₂ MXene
    3.3 鎳鈷雙金屬氫氧化物
        3.3.1 鎳鈷雙金屬氫氧化物的形貌和微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 鎳鈷雙金屬氫氧化物的物相結(jié)構(gòu)與化學成分分析
        3.3.3 鎳鈷雙金屬氫氧化物的電化學性能測試
        3.3.4 α與β相的晶體結(jié)構(gòu)和電化學性能區(qū)別
    3.4 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料
        3.4.1 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料的形貌與微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.4.2 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料的物相結(jié)構(gòu)與化學成分分析
        3.4.3 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料的電化學性能分析
        3.4.4 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料循環(huán)后的電極形貌分析
        3.4.5 不同比例的NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料性能分析
        3.4.6 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料對鋰離子儲存機制研究
        3.4.7 NiCo-LDH與Ti₃C₂ MXene納米雜化材料第一性原理計算
    3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3808398

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