金属硫族化合物/石墨烯复合纳米材料的制备及储能研究

发布时间：2021-11-15 21:40

　　金属硫族化合物具有较高的理论容量,因此作为锂离子电池/钠离子电池负极材料的研究已引起了广泛关注。但是,金属硫族化合物有一些缺点,如在充放电过程中具有较大的体积膨胀,造成容量衰减快,倍率性能差等问题。为了改善其电化学性能,常用的策略有两类:一是降低材料尺寸,制备出具有特殊结构的纳米材料;二是利用石墨烯,制备出石墨烯基复合纳米材料。此外,金属硒化物,碲化物与硫化物相比,研究的还相对较少,尤其是碲化物。本课题通过溶剂热的方法制备出厚度约5 nim的Co0.85Se纳米片,粒径约121 nm的CoTe2纳米颗粒以及粒径约350 nm的六边形Bi2Te3纳米盘,并在此基础上通过适当的方法制备其石墨烯复合物。通过分析,我们发现Co0.85Se,CoTe2,Bi2Te3与石墨烯之间存在着强的界面交互作用。作为锂离子电池负极材料时,柔性CO0.85Se纳米片/石墨烯复合膜在50mAg-1时,首次可逆比容量高达680mAhg-1。作为钠离子电池负极时,柔性Co0.85Se纳米片/石墨烯复合膜在50 mAg-1下,首次可逆容量达到了388mAhg-1;CoTe2/石墨烯复合物在50mAg-1时,首次可逆质... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２枝状ＭｎＳ＠Ｃｍ米链的生长机理图

?Ｎａｎｏｃｈａｉｎｓ?ＭｎＳ＠Ｃ?Ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ??Ｎａｎｏｃｈａｔｎｓ??图１－２枝状ＭｎＳ＠Ｃｍ米链的生长机理图。??Ｆｉｇ．?１－２?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ?ｏｆ?ｂｒａｎｃｈｅｄ?ＭｎＳ＠Ｃ?ｎａｎｏｃｈａｉｎｓ．??金属硫化物与传统的锂离子电池负极材料石墨相比，有更高的理论容量，己经引??起人们的关注［２４＿２７］。Ｗａｎｇ等人［２６］在低温下通过简单的水热法，以Ｋ２ＮａＭ〇０３Ｆ３为模??板，制备了分层空心结构的Ｍ０Ｓ２纳米颗粒（如图卜１），当这种分层空心结构的ＭｏＳ２??纳米颗粒用做锂离子电池负极材料时，在１００?ｍＡ?ｇＨ循环８０次之后，分层空心结构??的Ｍ０Ｓ２纳米颗粒的比容量为９０２?ｍＡｈ?ｇ—１?（如图１－１），展现了良好的循环稳定性。??我们课题组之前对ＭｎＳ做了相关研宄。Ｎｉｎｇ等［２７］人通过原位合成的方法制备了??新颖的枝状碳包覆ＭｎＳ?（ＭｎＳ＠Ｃ），通过研宄不同温度下的样品，发现这种结构的形??３??

??成得益于定向搭接生长机制，如图１－２。并经８００°?Ｃ惰性气氛处理后所得的ＭｎＳ＠Ｃ－??８００样品，在作为锂离子电池负极材料时显示了良好的电化学性能，通过图１－３我们??可以看出，在５０?ｍＡ?ｇ－１经１００次循环后比容量保持在５００?ｍＡｈ?ｇ一、??１２００－，???１２０??呑．?〇??３?ｉｎｎｎ??一广．．▲‘一—一一１０〇〇??｜?．ｆ?Ｌ￣?〇??．ｆ?８００；１?一９一！一■一?Ｍｎｓ?：８０?｜??ｃｕ?ｊ?—藩一?Ｉ－Ａ－?ＭｎＳ＠Ｃ?－?６０?ｃｄ??ｇ－?ｇＴｎ?－ａ－／－＊－ＭｎＳ＠Ｃ－８００．?穿??写?４００＿、?２〇?｜??ｄ?２００］?｜ｏ?２??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??Ｃｙｃｌｅ?ｎｕｍｂｅｒ??图１－３纯ＭｎＳ，初始ＭｎＳ＠Ｃ和ＭｎＳ＠Ｃ－８００在ＳＯｍＡｇ－１的循环稳定性。??Ｆｉｇ．?１－３?ｃｙｃｌｉｎｇ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｏｆ?ｐｕｒｅ?ＭｎＳ，ｏｒｉｇｉｎａｌ?ＭｎＳ＠Ｃ?ａｎｄ?ＭｎＳ＠Ｃ－８００?ａｔ?５０?ｍＡ?ｇ］＿??（二）钠离子电池??８００????广?■?ｃａｒｂｏｎ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??〇＞?１?？?ｂａｒｅ??ＪＺ?６００?－ｃ＊?ｊ??＜?：？＊＊＊＊？？??長?４０。?■■，Ｓ－＊＾＾Ｓ，Ｍ！＿＊”＿ｂ！ｓｗｓ？ｓｓｓｓｓｍｓｓ？！Ｗ」??￡?２００－?％?


本文编号：3497542