Keggin型杂多钨酸盐及其衍生纳米材料在不同电池中的应用
发布时间：2021-10-26 11:39
多金属氧酸盐的种类繁多、结构多样,同时具有良好的氧化还原性能,因此该类化合物在新能源材料研究领域引起广泛关注。具有经典结构特征的Keggin型杂多钨酸盐及其纳米衍生材料,更是以其结构稳定性和优异的综合性能而备受关注。为深入探索Keggin型杂多钨酸盐在电池领域中的应用,本文主要研究了该类多金属氧酸盐分别在锂硫电池和锌空电池中的潜在应用。本文首先利用晶态多孔金属有机框架材料作为载硫基体制备出锂硫电池正极材料,利用高纯锂片作为锂硫电池的负极材料,并采用不同结构多金属氧酸盐对商业化隔膜进行有效修饰制备出复合隔膜材料,并进一步组装成新型锂硫电池。在正负极材料相同的情况下,利用Keggin型杂多钨酸盐修饰的隔膜显示出最优的电池放电容量和循环稳定性;其首次放电容量比使用PP隔膜的电池提高了18.6%,200次循环后的剩余容量比使用PP隔膜的电池提高了32.3%,容量衰减率仅为0.2%。电池性能对比实验研究还表明,相比于单纯使用商业化隔膜所组装的锂硫电池,该新型锂硫电池首次放电容量显著提升,在1 C倍率下可达1157.5 mAh g-1。而且,新型锂硫电池的循环稳定性也有所提高...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：78 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 锂硫电池的发展及研究现状
1.2.1 锂硫电池简介
1.2.2 锂硫电池的研究进展
1.3 锌空电池的发展及研究现状
1.3.1 锌空电池简介
1.3.2 锌空电池的研究进展
1.4 多金属氧酸盐在电池领域中的应用
1.4.1 多金属氧酸盐简介
1.4.2 多金属氧酸盐在电池领域中的应用
1.5 选题背景及意义
第二章 实验试剂、仪器设备及表征方法
2.1 实验试剂及设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 材料表征及分析方法
2.2.1 X-射线粉末衍射分析(XPRD)
2.2.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.2.3 透射电子显微镜分析(TEM)及X射线能谱分析(EDS)
2.2.4 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)
2.2.5 热重分析(TGA)
2.2.6 拉曼光谱测试(Raman)
2.2.7 X-射线光电子能谱(XPS)
2.2.8 密度泛函理论计算(DFT)
2.3 电化学性能测试
2.3.1 锂硫电池电极片的制备及扣式电池的组装
2.3.2 锌空电池正极材料制备及电池的组装
2.3.3 恒电流充放电测试
2.3.4 循环伏安测试(CV)
2.3.5 电化学阻抗测试(EIS)
2.3.6 线性扫描伏安法(LSV)
第三章 Keggin型杂多钨酸盐在锂硫电池隔膜中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 DUT-23(Ni/Co/Zn)的合成
3.2.2 DUT-23(Ni/Co/Zn)/S材料的制备
3.2.3 多金属氧酸盐改性隔膜的制备
3.2.4 正极材料的制备及电池的组装测试
3.3 结果讨论与分析
3.3.1 材料形貌及结构
3.3.2 电化学性能表征
3.3.3 材料表征
3.4 本章小结
第四章 Keggin型杂多钨酸盐衍生纳米材料在锌空电池中的应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 PW_(12)@ZIF-67材料的制备
4.2.2 CoWO_4/WS_2@C/N_x纳米材料的制备
4.3 结果讨论与分析
4.3.1 电催化剂的表征
4.3.1.1 红外光谱(IR)分析
4.3.1.2 X射线粉末衍射(XPRD)分析和热重(TG)分析
4.3.1.3 催化剂的形貌表征及元素分析
4.3.1.4 CoWO_4/WS_2@C/N_x的 XPS分析
4.3.2 电化学性能研究
4.3.2.1 CoWO_4/WS_2@C/N_x的电催化活性
4.3.2.2 CoWO_4/WS_2@C/N_x催化剂稳定性
4.3.2.3 CoWO_4/WS_2@C/N_x催化剂活性位点研究
4.3.2.4 锌空电池性能测试
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3459434
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：78 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 锂硫电池的发展及研究现状
1.2.1 锂硫电池简介
1.2.2 锂硫电池的研究进展
1.3 锌空电池的发展及研究现状
1.3.1 锌空电池简介
1.3.2 锌空电池的研究进展
1.4 多金属氧酸盐在电池领域中的应用
1.4.1 多金属氧酸盐简介
1.4.2 多金属氧酸盐在电池领域中的应用
1.5 选题背景及意义
第二章 实验试剂、仪器设备及表征方法
2.1 实验试剂及设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 材料表征及分析方法
2.2.1 X-射线粉末衍射分析(XPRD)
2.2.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.2.3 透射电子显微镜分析(TEM)及X射线能谱分析(EDS)
2.2.4 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)
2.2.5 热重分析(TGA)
2.2.6 拉曼光谱测试(Raman)
2.2.7 X-射线光电子能谱(XPS)
2.2.8 密度泛函理论计算(DFT)
2.3 电化学性能测试
2.3.1 锂硫电池电极片的制备及扣式电池的组装
2.3.2 锌空电池正极材料制备及电池的组装
2.3.3 恒电流充放电测试
2.3.4 循环伏安测试(CV)
2.3.5 电化学阻抗测试(EIS)
2.3.6 线性扫描伏安法(LSV)
第三章 Keggin型杂多钨酸盐在锂硫电池隔膜中的应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 DUT-23(Ni/Co/Zn)的合成
3.2.2 DUT-23(Ni/Co/Zn)/S材料的制备
3.2.3 多金属氧酸盐改性隔膜的制备
3.2.4 正极材料的制备及电池的组装测试
3.3 结果讨论与分析
3.3.1 材料形貌及结构
3.3.2 电化学性能表征
3.3.3 材料表征
3.4 本章小结
第四章 Keggin型杂多钨酸盐衍生纳米材料在锌空电池中的应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 PW_(12)@ZIF-67材料的制备
4.2.2 CoWO_4/WS_2@C/N_x纳米材料的制备
4.3 结果讨论与分析
4.3.1 电催化剂的表征
4.3.1.1 红外光谱(IR)分析
4.3.1.2 X射线粉末衍射(XPRD)分析和热重(TG)分析
4.3.1.3 催化剂的形貌表征及元素分析
4.3.1.4 CoWO_4/WS_2@C/N_x的 XPS分析
4.3.2 电化学性能研究
4.3.2.1 CoWO_4/WS_2@C/N_x的电催化活性
4.3.2.2 CoWO_4/WS_2@C/N_x催化剂稳定性
4.3.2.3 CoWO_4/WS_2@C/N_x催化剂活性位点研究
4.3.2.4 锌空电池性能测试
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3459434
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