二维层状钼系材料的可控构筑及其作为锂离子电池负极材料的性能研究
发布时间：2021-10-29 08:47
当前能源和环境问题日益严峻,环境友好、高能量密度、高工作电压的锂离子电池得到了广泛的研究,但能够实现高容量、长寿命、快速充放电的电极材料仍是下一代高性能锂离子电池的研究热点和难点。二维层状介孔电极材料结合了二维材料和介孔材料的优势,其中二维层状导电层可以有效提升材料的导电性,而介孔结构可以缩小固态传输距离（Li+和e-）。此外,钼系材料还具有结构多变、种类丰富、理论比能量高等优势,因此,二维层状钼系电极材料是下一代高性能的锂离子电池负极材料很有潜力的候选材料之一。本论文开发新颖化学合成方法,将具有良好韧性和导电性的二维层状石墨烯与钼基纳米电极材料复合,可控构筑了一系列二维层状介孔钼系锂离子电池负极材料,系统研究了通过石墨烯与钼基材料复合提高钼系锂离子电池负极材料的电化学性能的可行性,探讨了二维层状钼基锂离子电池负极材料活性提升和有效电子传输的机理。本文所构造的二维层状介孔钼系锂离子电池负极材料有效地缩短了电子和锂离子传输路径,有利于电极在大电流密度下充放电。同时,介孔结构增加了电极与电解液接触面积,缓和了充放电过程中锂离子嵌入和脱出所造成的体...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池概述及工作原理
1.3 锂离子电池电极材料研究进展
1.3.1 正极材料
1.3.2 碳负极材料
1.3.3 硅基负极材料
1.3.4 锡基负极材料
1.3.5 钛基负极材料
1.3.6 过渡金属化合物负极材料
1.4 钼基负极材料国内外研究现状
1.4.1 钼基氧化物电极材料
1.4.2 钼基碳化物电极材料
1.4.3 钼基氮化物电极材料
1.4.4 钼基硫族化合物电极材料
1.4.5 钼基磷化物电极材料
1.5 本论文选题意义及研究内容
1.5.1 论文选题依据
1.5.2 主要研究内容
参考文献
第二章 材料的制备与表征
2.1 试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的合成
2.2.1 石墨烯的合成
2.2.2 KIT-6/rGO模板的合成
2.3 材料的表征与测试
2.3.1 材料的表征
2.3.2 电化学性能的测试
第三章 二维层状介孔MoO_2/rGO电极材料的可控构筑、结构调控及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 材料的制备
3.2.1 Meso-MoO_2/rGO电极材料的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 KIT-6及KIT-6/rGO模版的表征
3.3.2 Meso-MoO_2/rGO电极材料的合成过程
3.3.3 Meso-MoO_2/rGO电极材料的结构分析
3.3.4 Meso-MoO_2/rGO电极材料的形貌分析
3.3.5 Meso-MoO_2/rGO电极材料的孔结构分析
3.3.6 Meso-MoO_2/rGO电极材料的表面价态分析
3.3.7 Meso-MoO_2/rGO电极材料的电化学性质分析
3.3.8 本章小结
参考文献
第四章 二维层状介孔异质结Mo_2C-MoC/rGO电极材料的可控构筑、结构调控及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 材料的制备
4.2.1 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的合成
4.2.2 Meso-Mo_2C-MoC/rGO异质结的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的合成
4.3.2 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的结构分析
4.3.3 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的形貌分析
4.3.4 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的孔结构分析
4.3.5 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的表面价态分析
4.3.6 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的电化学性质分析
4.3.7 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的结构分析
4.3.8 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的形貌分析
4.3.9 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的表面价态分析
4.3.10 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的电化学性质分析
4.3.11 本章小结
参考文献
第五章 二维层状介孔MoP-MoS_2/rGO电极材料的可控构筑、结构调控及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 材料的制备
5.2.1 Meso-MoP/rGO电极材料的合成
5.2.2 合成meso-MoS_2/rGO电极材料
5.2.3 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 Meso-MoP/rGO、meso-MoS_2/rGO及meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的合成
5.3.2 Meso-MoP/rGO电极材料的结构和形貌分析
5.3.3 Meso-MoP/rGO电极材料的电化学性质分析
5.3.4 不同煅烧温度Meso-MoP/rGO电极材料的结构和形貌分析
5.3.5 不同煅烧温度meso-MoP/rGO电极材料的表面价态分析
5.3.6 不同煅烧温度meso-MoP/rGO电极材料的电化学性质分析
5.3.7 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的结构分析
5.3.8 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的形貌分析
5.3.9 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的孔结构分析
5.3.10 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的表面价态分析
5.3.11 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的电化学性质分析
5.3.12 不同煅烧温度meso-MoS_2/rGO电极材料相结构、形貌和电化学性质分析
5.3.13 本章小结
参考文献
第六章 二维层状介孔MoN@meso-MoO_2/rGO及氮掺杂MoS_2/rGO电极材料的可控构筑、结构调控与电化学性能研究
6.1 引言
6.2 材料的制备
6.2.1 氮掺杂KIT-6/rGO模板的合成
6.2.2 MoN@meso-Mo_2O/rGO电极材料的合成
6.2.3 Meso-MoS_2/rGO电极材料的合成
6.2.4 氮掺杂meso-MoS_2/rGO电极材料的合成
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 不同煅烧温度下MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料结构及形貌分析
6.3.2 不同煅烧时间下MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料的结构及形貌分析
6.3.3 不同煅烧时间MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料的表面价态分析
6.3.4 不同煅烧时间下MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料的电化学性质分析
6.3.5 氮掺杂模板及氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO电极材料的结构分析
6.3.6 氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO电极材料的形貌分析
6.3.7 氮掺杂meso-N-MoS_2/电极材料的孔结构分析
6.3.8 氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO电极材料的表面价态分析
6.3.9 氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO材料的电化学性质分析
6.3.10 本章小结
参考文献
第七章 二维层状介孔MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO电极材料的可控构筑、结构调控与电化学性能研究
7.1 引言
7.2 材料的制备
7.2.1 Meso-MoS_(1-x)Se_(2x)/rGO电极材料的合成
7.2.2 对比样品的合成
7.3 结果与讨论
7.3.1 meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的合成
7.3.2 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的形貌分析
7.3.3 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的结构分析
7.3.4 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的孔结构分析
7.3.5 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的表面价态分析
7.3.6 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的电化学性质分析
7.3.7 合成方法对meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料性质的影响
7.3.8 石墨烯和KIT-6模板对meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料电化学性能的影响
7.3.9 本章小结
参考文献
第八章 全文总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池基础科学问题（XV）——总结和展望[J]. 李泓. 储能科学与技术. 2015(03)
[2]锂离子电池特性研究[J]. 张国安. 电子测量技术. 2014(10)
[3]锂离子电池基础科学问题（Ⅷ）——负极材料[J]. 罗飞,褚赓,黄杰,孙洋,李泓. 储能科学与技术. 2014(02)
[4]锂离子电池过渡金属氧化物负极材料改性技术的研究进展[J]. 王传宝,孔继周,张仕玉,杨小艳,周飞,黄小华. 材料导报. 2012(07)
[5]碳化钼催化剂的研究进展[J]. 张新,李来平,梁静. 中国钼业. 2010(06)
[6]锂离子二次电池碳负极材料的改性[J]. 吴宇平,万春荣,姜长印,李建军. 电化学. 1998(03)
[7]锂离子二次电池用碳负极材料[J]. 李春鸿. 电池. 1998(03)
[8]锂离子电池电极材料研究进展[J]. 周恒辉,慈云祥,刘昌炎. 化学进展. 1998(01)
硕士论文
[1]稀土碳化钼和碳化钼的制备及其性能[D]. 吴丽平.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3464356
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池概述及工作原理
1.3 锂离子电池电极材料研究进展
1.3.1 正极材料
1.3.2 碳负极材料
1.3.3 硅基负极材料
1.3.4 锡基负极材料
1.3.5 钛基负极材料
1.3.6 过渡金属化合物负极材料
1.4 钼基负极材料国内外研究现状
1.4.1 钼基氧化物电极材料
1.4.2 钼基碳化物电极材料
1.4.3 钼基氮化物电极材料
1.4.4 钼基硫族化合物电极材料
1.4.5 钼基磷化物电极材料
1.5 本论文选题意义及研究内容
1.5.1 论文选题依据
1.5.2 主要研究内容
参考文献
第二章 材料的制备与表征
2.1 试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的合成
2.2.1 石墨烯的合成
2.2.2 KIT-6/rGO模板的合成
2.3 材料的表征与测试
2.3.1 材料的表征
2.3.2 电化学性能的测试
第三章 二维层状介孔MoO_2/rGO电极材料的可控构筑、结构调控及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 材料的制备
3.2.1 Meso-MoO_2/rGO电极材料的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 KIT-6及KIT-6/rGO模版的表征
3.3.2 Meso-MoO_2/rGO电极材料的合成过程
3.3.3 Meso-MoO_2/rGO电极材料的结构分析
3.3.4 Meso-MoO_2/rGO电极材料的形貌分析
3.3.5 Meso-MoO_2/rGO电极材料的孔结构分析
3.3.6 Meso-MoO_2/rGO电极材料的表面价态分析
3.3.7 Meso-MoO_2/rGO电极材料的电化学性质分析
3.3.8 本章小结
参考文献
第四章 二维层状介孔异质结Mo_2C-MoC/rGO电极材料的可控构筑、结构调控及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 材料的制备
4.2.1 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的合成
4.2.2 Meso-Mo_2C-MoC/rGO异质结的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的合成
4.3.2 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的结构分析
4.3.3 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的形貌分析
4.3.4 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的孔结构分析
4.3.5 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的表面价态分析
4.3.6 Meso-Mo_2C/rGO电极材料的电化学性质分析
4.3.7 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的结构分析
4.3.8 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的形貌分析
4.3.9 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的表面价态分析
4.3.10 Meso-Mo_2C-MoC异质结电极材料的电化学性质分析
4.3.11 本章小结
参考文献
第五章 二维层状介孔MoP-MoS_2/rGO电极材料的可控构筑、结构调控及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 材料的制备
5.2.1 Meso-MoP/rGO电极材料的合成
5.2.2 合成meso-MoS_2/rGO电极材料
5.2.3 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 Meso-MoP/rGO、meso-MoS_2/rGO及meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的合成
5.3.2 Meso-MoP/rGO电极材料的结构和形貌分析
5.3.3 Meso-MoP/rGO电极材料的电化学性质分析
5.3.4 不同煅烧温度Meso-MoP/rGO电极材料的结构和形貌分析
5.3.5 不同煅烧温度meso-MoP/rGO电极材料的表面价态分析
5.3.6 不同煅烧温度meso-MoP/rGO电极材料的电化学性质分析
5.3.7 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的结构分析
5.3.8 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的形貌分析
5.3.9 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的孔结构分析
5.3.10 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的表面价态分析
5.3.11 Meso-MoP-MoS_2/rGO电极材料的电化学性质分析
5.3.12 不同煅烧温度meso-MoS_2/rGO电极材料相结构、形貌和电化学性质分析
5.3.13 本章小结
参考文献
第六章 二维层状介孔MoN@meso-MoO_2/rGO及氮掺杂MoS_2/rGO电极材料的可控构筑、结构调控与电化学性能研究
6.1 引言
6.2 材料的制备
6.2.1 氮掺杂KIT-6/rGO模板的合成
6.2.2 MoN@meso-Mo_2O/rGO电极材料的合成
6.2.3 Meso-MoS_2/rGO电极材料的合成
6.2.4 氮掺杂meso-MoS_2/rGO电极材料的合成
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 不同煅烧温度下MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料结构及形貌分析
6.3.2 不同煅烧时间下MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料的结构及形貌分析
6.3.3 不同煅烧时间MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料的表面价态分析
6.3.4 不同煅烧时间下MoN@meso-MoO_2/rGO电极材料的电化学性质分析
6.3.5 氮掺杂模板及氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO电极材料的结构分析
6.3.6 氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO电极材料的形貌分析
6.3.7 氮掺杂meso-N-MoS_2/电极材料的孔结构分析
6.3.8 氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO电极材料的表面价态分析
6.3.9 氮掺杂meso-N-MoS_2/rGO材料的电化学性质分析
6.3.10 本章小结
参考文献
第七章 二维层状介孔MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO电极材料的可控构筑、结构调控与电化学性能研究
7.1 引言
7.2 材料的制备
7.2.1 Meso-MoS_(1-x)Se_(2x)/rGO电极材料的合成
7.2.2 对比样品的合成
7.3 结果与讨论
7.3.1 meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的合成
7.3.2 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的形貌分析
7.3.3 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的结构分析
7.3.4 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的孔结构分析
7.3.5 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的表面价态分析
7.3.6 Meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料的电化学性质分析
7.3.7 合成方法对meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料性质的影响
7.3.8 石墨烯和KIT-6模板对meso-MoS_(2(1?x))Se_(2x)/rGO电极材料电化学性能的影响
7.3.9 本章小结
参考文献
第八章 全文总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池基础科学问题（XV）——总结和展望[J]. 李泓. 储能科学与技术. 2015(03)
[2]锂离子电池特性研究[J]. 张国安. 电子测量技术. 2014(10)
[3]锂离子电池基础科学问题（Ⅷ）——负极材料[J]. 罗飞,褚赓,黄杰,孙洋,李泓. 储能科学与技术. 2014(02)
[4]锂离子电池过渡金属氧化物负极材料改性技术的研究进展[J]. 王传宝,孔继周,张仕玉,杨小艳,周飞,黄小华. 材料导报. 2012(07)
[5]碳化钼催化剂的研究进展[J]. 张新,李来平,梁静. 中国钼业. 2010(06)
[6]锂离子二次电池碳负极材料的改性[J]. 吴宇平,万春荣,姜长印,李建军. 电化学. 1998(03)
[7]锂离子二次电池用碳负极材料[J]. 李春鸿. 电池. 1998(03)
[8]锂离子电池电极材料研究进展[J]. 周恒辉,慈云祥,刘昌炎. 化学进展. 1998(01)
硕士论文
[1]稀土碳化钼和碳化钼的制备及其性能[D]. 吴丽平.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3464356
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3464356.html
