新型镁二次电池正极材料FeS 2 和MgMnSiO 4 的制备与性能研究
发布时间：2020-12-17 11:04
镁二次电池是以金属镁或镁合金为负极,允许镁离子进行脱出和嵌入的材料作为正极的二次电池。具有环境友好、能量密度高、价格低廉、操作安全等特点,在新能源、便携式电源和大负荷储能等领域具有良好的应用前景。然而,二价镁离子电荷密度高、极化作用强,在材料中扩散速率比较缓慢,适合其嵌入的正极材料也比较少,是导致镁二次电池发展和应用缓慢的主要因素。近年来,关于镁二次电池正极材料的报道不断增加,对正极材料的探究和改进一直是镁二次电池的研究热点。本文主要开展了对过渡金属硫化物和聚阴离子型化合物作为镁二次电池正极材料的研究,并通过掺杂和结构调控来改善正极材料的电化学性能。（1）采用简单的水热法合成过渡金属硫化物FeS2,并通过将碳材料（氧化石墨烯（GO）和多壁碳纳米管（MWCNTs））对FeS2进行原位掺杂,得到FeS2/rGO和FeS2/MWCNTs复合材料。水热反应过程可以将氧化石墨烯还原成还原氧化石墨烯（rGO）。通过X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线光电子能谱（XPS）和拉曼...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Pellion公司研制的镁电池与锂离子电池比能量的比较
图 1.2 镁二次电池的工作原理Fig. 1.2 The principle of rechargeable magnesium battery离子在负极上被氧化，在正极材料上被还原，在电池充放电过程中逆移动的镁离子。并且依靠电解液在充放电过程中对镁离子进行的电池内部所需要的镁离子。镁二次电池在其性能方面要比锂离子电、铅酸电池等二次电池要优异的多，如表 1.1。表 1.1 不同电池体系的比较Table. 1.1 Comparison of secondary battery system镁二次电池 镍镉电池 铅酸电池 锂离子电池/负极 Mo3S4/Mg NiOOH/Cd PbO2/Pb Li0.5CoO2/LiC液 Mg(AlCl2BuEt)2/THFKOH 溶液 H2SO4溶液 LiPF6/惰性有剂量（实际）/Wh Kg-1>60 40~60 30~40 120~150量（理论）/Wh Kg-1135 220 170 410
组装成镁二次电池体系过程中，也同样避免不了与电有研究者应用一系列的电化学测试方法，以及结构分质溶液体系中金属镁的表面薄膜的产生与其电化学性解液中镁负极表面都会形成表面膜，其阻碍了金属镁脱嵌。在碳酸丙烯酯（PC）以及乙腈（AN）中，表还原所控制，然而在四氢呋喃（THF）中，电解液中面薄膜的生成，并且由于表面膜的产生会使镁负极的同条件下的锂负极还要高几倍）。展现了在非水电解液中较活泼的金属（镁、锂等）表3]。活泼金属与电解液接触时，会发生复杂的反应，金化物（内部）以及该金属的氰化物和碳酸盐（外部）泼金属的表面不规整的钝化膜发生电化学溶解导致表得金属更多的裸露出来与电解液接触，继续发生反应，导致表面钝化膜呈现马赛克状。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁二次电池正极材料纳米Fe3S4的电化学性能[J]. 张若然,吴晓梅,曾小勤,邹建新,丁文江. 无机化学学报. 2015(07)
[2]镁二次电池的研究现状[J]. 钟玉菡,丛梓枫,谢菁,何洪. 广东化工. 2015(12)
[3]镁二次电池正极材料研究进展[J]. 李艳阳,熊跃,张建民,陈卫华. 材料导报. 2015(09)
[4]镁-过渡金属复合物正极材料[J]. 刘渝萍,谢剑,李婷婷,邓玲,陈昌国,张丁非. 化学进展. 2014(09)
[5]Mg二次电池正极材料Cu2Mo6S8的合成与表征[J]. 李斐,吴晓梅,曾小勤,张思,苏昕,邹建新,丁文江. 无机化学学报. 2012(07)
[6]可充镁电池正极材料研究进展[J]. 郑育培,努丽燕娜,杨军,陈强,王久林. 化工进展. 2011(05)
[7]介孔硅酸锰镁可充镁电池正极材料的制备及其电化学性能研究[J]. 努丽燕娜,杨军,郑育培,王久林. 无机材料学报. 2011(02)
[8]镁二次电池正极材料和电解液研究[J]. 沈健,彭博,陶占良,陈军. 化学进展. 2010(Z1)
[9]可充镁电池有机电解液Mg（SnPh3）2的研究[J]. 焦丽芳,袁华堂,李晓冬,王永梅,曹建胜,高秀玲,赵明. 化学通报. 2005(09)
[10]水热法合成MoS2层状材料及其结构表征[J]. 田野,何俣,尚静,朱永法. 化学学报. 2004(18)
本文编号：2921930
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Pellion公司研制的镁电池与锂离子电池比能量的比较
图 1.2 镁二次电池的工作原理Fig. 1.2 The principle of rechargeable magnesium battery离子在负极上被氧化，在正极材料上被还原，在电池充放电过程中逆移动的镁离子。并且依靠电解液在充放电过程中对镁离子进行的电池内部所需要的镁离子。镁二次电池在其性能方面要比锂离子电、铅酸电池等二次电池要优异的多，如表 1.1。表 1.1 不同电池体系的比较Table. 1.1 Comparison of secondary battery system镁二次电池 镍镉电池 铅酸电池 锂离子电池/负极 Mo3S4/Mg NiOOH/Cd PbO2/Pb Li0.5CoO2/LiC液 Mg(AlCl2BuEt)2/THFKOH 溶液 H2SO4溶液 LiPF6/惰性有剂量（实际）/Wh Kg-1>60 40~60 30~40 120~150量（理论）/Wh Kg-1135 220 170 410
组装成镁二次电池体系过程中，也同样避免不了与电有研究者应用一系列的电化学测试方法，以及结构分质溶液体系中金属镁的表面薄膜的产生与其电化学性解液中镁负极表面都会形成表面膜，其阻碍了金属镁脱嵌。在碳酸丙烯酯（PC）以及乙腈（AN）中，表还原所控制，然而在四氢呋喃（THF）中，电解液中面薄膜的生成，并且由于表面膜的产生会使镁负极的同条件下的锂负极还要高几倍）。展现了在非水电解液中较活泼的金属（镁、锂等）表3]。活泼金属与电解液接触时，会发生复杂的反应，金化物（内部）以及该金属的氰化物和碳酸盐（外部）泼金属的表面不规整的钝化膜发生电化学溶解导致表得金属更多的裸露出来与电解液接触，继续发生反应，导致表面钝化膜呈现马赛克状。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁二次电池正极材料纳米Fe3S4的电化学性能[J]. 张若然,吴晓梅,曾小勤,邹建新,丁文江. 无机化学学报. 2015(07)
[2]镁二次电池的研究现状[J]. 钟玉菡,丛梓枫,谢菁,何洪. 广东化工. 2015(12)
[3]镁二次电池正极材料研究进展[J]. 李艳阳,熊跃,张建民,陈卫华. 材料导报. 2015(09)
[4]镁-过渡金属复合物正极材料[J]. 刘渝萍,谢剑,李婷婷,邓玲,陈昌国,张丁非. 化学进展. 2014(09)
[5]Mg二次电池正极材料Cu2Mo6S8的合成与表征[J]. 李斐,吴晓梅,曾小勤,张思,苏昕,邹建新,丁文江. 无机化学学报. 2012(07)
[6]可充镁电池正极材料研究进展[J]. 郑育培,努丽燕娜,杨军,陈强,王久林. 化工进展. 2011(05)
[7]介孔硅酸锰镁可充镁电池正极材料的制备及其电化学性能研究[J]. 努丽燕娜,杨军,郑育培,王久林. 无机材料学报. 2011(02)
[8]镁二次电池正极材料和电解液研究[J]. 沈健,彭博,陶占良,陈军. 化学进展. 2010(Z1)
[9]可充镁电池有机电解液Mg（SnPh3）2的研究[J]. 焦丽芳,袁华堂,李晓冬,王永梅,曹建胜,高秀玲,赵明. 化学通报. 2005(09)
[10]水热法合成MoS2层状材料及其结构表征[J]. 田野,何俣,尚静,朱永法. 化学学报. 2004(18)
本文编号：2921930
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