半导体碳复合材料的储锂（钠）性能研究

发布时间：2017-11-25 17:11

  本文关键词：半导体碳复合材料的储锂（钠）性能研究

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【摘要】：“能源危机”与“环境污染”是目前人类面对的两大挑战。为了满足人们日益增长的能源需求,改善日益恶化的环境现状,开发高能量、无污染、资源丰富的新能源成为人类的首要问题。锂离子二次电池和钠离子二次电池作为高效的绿色清洁能源,具有良好的循环稳定性和高能量密度等优点,因此逐渐成为替代传统能源的可靠选择。作为锂离子电池传统的负极材料,石墨存在着许多问题,如理论容量低、不安全等。而且较小的石墨层间距并不适于做钠离子电池负极材料。因此,开发循环寿命长、理论容量高、安全性能好的负极材料成为了目前的研究热点。近年来,半导体材料作为锂离子电池和钠离子电池负极,受到了人们的广泛关注。研究发现,通过调控制备出特殊形貌的纳米材料,可以有效地提高其电化学性能,若将半导体材料与碳复合,形成半导体碳复合材料,则可以大大改善半导体电导率差的问题,并能够缓解材料在充放电过程中的体积膨胀,从而使材料的电化学稳定性及安全性得到提高。本文采用三种不同的方法,分别对Ti02、MoS2和MoO2三种半导体材料进行碳复合处理,并将其作为锂离子电池或钠离子电池的负极材料,探究其电化学性能。研究内容主要包括以下几个方面：(1)论文第二章介绍了TiO2及TiO2@C纳米片的合成、结构,及其作为锂电负极活性材料的电化学性能。测试结果表明,TiO2材料为粒径约40 nm、形貌均一、分散性良好的纳米片,碳包覆未改变其形貌和分散性。性能测试表明,碳包覆提高了TiO2材料的比容量以及倍率性能,表现出了良好的电化学稳定性。(2)论文第三章,我们利用特殊沸石咪唑骨架结构N掺杂C材料,再经过简单的水热法制备了花状C/MoS2复合材料。测试结果表明,与纯MoS2和N掺杂C材料相比,C/MoS2复合材料的首次比容量高达611 mAh g-1.并表现出了良好的循环稳定性。(3)论文第四章中,我们利用简单的研磨并退火的方法,制备出花状C/MoO2复合材料。此外,通过减少掺碳量,制备了C/MoO2纳米颗粒复合材料。结果表明,当掺碳量减少时,电化学性能下降,花状结构的复合材料表现出更好的电化学性能。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TM912

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本文编号：1226758