三维多孔自支撑过渡金属硫化物的制备及其储能的研究

发布时间：2021-05-19 00:13

　　过渡金属硫化物具有高比容量、易制备、成本低廉和环境友好等优点,在电化学储能电池领域显示出广阔的应用前景。然而,过渡金属硫化物在电化学循环过程中体积变化大,造成其循环寿命和高倍率容量差,严重阻碍了其在电化学储能领域中的应用。研究发现,通过设计特殊形貌的纳米材料,可以有效提高材料的电化学性能。本论文构筑了三维多孔自支撑过渡金属硫化物（MoS₂和Ni₃S₂）电极,该结构不仅提升了锂/钠离子扩散速率,且缓解硫化物在充放电过程中的体积变化。电化学测试结果表明,该类电极具有高比容量、长循环寿命和优异的倍率性能。主要研究内容如下:（1）三维多孔自支撑MoS₂电极的电化学构筑及其储锂/钠性能。以三维多孔铜为基底,采用电沉积结合随后高温热处理的方法获得了三维多孔自支撑MoS₂电极,考察了其作为锂/钠离子电池负极的电化学性能。首先,考察了电沉积电流密度和随后热处理温度对三维多孔自支撑MoS₂电极储锂性能的影响。结果显示,以6.2 mA cm^-2电流密度电... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
    1.3 钠离子电池简介
        1.3.1 钠离子电池工作原理及组成
        1.3.2 钠离子电池正极材料
        1.3.3 钠离子电池负极材料
    1.4 金属硫化物的概述与研究现状
        1.4.1 MoS_2作为电池材料的研究进展
        1.4.2 Ni_3S_2作为电池材料的研究进展
    1.5 本论文的主要工作
第二章 实验材料及表征测试方法
    2.1 实验药品与仪器设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验配方
        2.2.2 电极制备
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 X射线衍射表征
        2.3.2 扫描电子显微镜表征
        2.3.3 透射电子显微镜表征
    2.4 电池组装
    2.5 电化学性能测试
        2.5.1 恒流充放电测试
        2.5.2 循环伏安测试
        2.5.3 电化学阻抗谱测试
第三章 三维多孔自支撑MoS_2负极材料的制备及其储锂(钠)性能研究
    3.1 引言
    3.2 MoS_2负极材料的制备
        3.2.1 电沉积法制备MoS_2负极材料的原理
        3.2.2 MoS_2电极的制备过程
    3.3 MoS_2负极材料的结构表征
        3.3.1 MoS_2负极材料的物相表征
        3.3.2 MoS_2负极材料的微观形貌表征
    3.4 MoS_2负极材料的储锂性能表征
        3.4.1 电沉积电流密度对MoS_2锂电性能的影响
        3.4.2 热处理温度对MoS_2锂电性能的影响
        3.4.3 三维多孔自支撑MoS_2储锂性能
    3.5 MoS_2负极材料的储钠性能表征
        3.5.1 热处理温度对MoS_2钠电性能的影响
        3.5.2 三维多孔自支撑MoS_2储钠性能
    3.6 本章小结
第四章 三维多孔自支撑Ni_3S_2负极材料的制备及其储钠性能研究
    4.1 引言
    4.2 水热法制备Ni_3S_2活性材料
        4.2.1 水热法制备Ni_3S_2活性材料的原理
        4.2.2 水热法制备Ni_3S_2负极活性材料的过程
    4.3 Ni_3S_2负极材料的结构表征
        4.3.1 Ni_3S_2负极材料的物相表征
        4.3.2 Ni_3S_2负极材料的形貌表征
    4.4 Ni_3S_2负极材料的储钠性能表征
        4.4.1 反应物浓度对Ni_3S_2钠电性能的影响
        4.4.2 三维多孔自支撑Ni_3S_2储钠性能
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和取得的研究成果
致谢



本文编号：3194734