核-壳结构MoS 2 @S与球形氮掺杂Fe 3 O 4 /C的制备及电化学性能研究
发布时间：2021-11-23 14:43
作为锂硫电池和锂离子电池电极材料,硫和四氧化三铁分别具有1675和926mAh/g的理论比容量,且储量丰富、价格低廉、环境友好。但它们在充放电过程中体积膨胀大,从而限制了其应用。此外,硫正极还存在导电性差、多硫化物穿梭效应导致容量快速衰减等问题。针对上述问题,本文设计并制备了核-壳结构MoS2@S正极材料和球形氮掺杂碳包覆Fe3O4负极材料,并对其微观结构和电化学性能进行了研究,得到如下结论:（1）以MnCO3为模板,Na2MoO4·2H2O为钼源,L-Cysteine为硫源,在200℃下进行水热反应并经过酸的腐蚀后制备出由MoS2纳米片组成的空心球壳。经渗硫后得到核-壳结构MoS2@S正极材料。（2）核-壳结构MoS2@S正极材料表现出良好的倍率性能、循环性能和结构稳定性。当电流密度达到4C时,仍能保持538.5 mAh/g的放电容量,达0.2C下初始放电容量的59%...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池研发展历史
1.2.2 锂离子电池结构
1.2.3 锂离子电池工作原理
1.2.4 锂离子电池的特点
1.3 锂离子电池正极材料介绍
1.3.1 层状结构正极材料
1.3.2 尖晶石结构正极材料
1.3.3 橄榄石结构正极材料
1.3.4 锂硫电池正极材料
1.4 锂离子电池负极材料介绍
1.4.1 石墨负极
1.4.2 钛酸锂
1.4.3 硅基负极
1.4.4 铁氧化物负极
1.5 本论文的选题依据和研究内容
1.5.1 本论文的选题依据
1.5.2 本论文的研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验材料与仪器设备
2.2 实验仪器与设备
2.3 电极的制备及电池的组装
2.3.1 电极浆料的配制
2.3.2 电极极片的制作
2.3.3 电池组装
2.4 材料表征方法及设备
2.4.1 X射线衍射
2.4.2 扫描电子显微镜
2.4.3 透射电子显微镜
2.4.4 比表面及孔径分析仪
2.4.5 热重分析
2.4.6 X-射线光电子能谱
2.5 电化学性能表征
2.5.1 充放电测试
2.5.2 交流阻抗测试
2.5.3 循环伏安测试
第3章 核-壳结构MoS_2@S的制备及其电化学性能
3.1 引言
3.2 实验方法
3.3 XRD表征
3.4 样品制备过程中的形貌表征
3.5 热重分析
3.6 电化学性能分析
3.6.1 循环伏安测试
3.6.2 恒流充放电测试
3.6.3 交流阻抗测试
3.7 循环后电极形貌表征
3.8 本章小结
第4章 球形氮掺杂Fe_3O_4/C的制备及其电化学性能
4.1 引言
4.2 实验过程
4.3 XRD表征
4.4 样品的微观结构与形貌表征
4.4.1 Fe_3O_4/C和Fe_3O_4/NC炭化前的形貌
4.4.2 Fe_3O_4/C和Fe_3O_4/NC炭化后的形貌
4.5 BET测试
4.6 XPS分析
4.7 电化学性能分析
4.7.1 循环伏安测试
4.7.2 恒流充放电测试
4.7.3 交流阻抗测试
4.8 循环后形貌表征
4.9 本章小结
结论
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2@C hollow sphere anodes for lithium-ion batteries[J]. Xuelian Liu,Yuxi Chen,Hongbo Liu,Zhi-Quan Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(03)
[2]锂离子电池正极材料LiFePO4改性的研究进展[J]. 曾凡菊,谭永前,余幼胜,张颂. 河南科技. 2014(03)
[3]锂离子电池基础科学问题（VII）——正极材料[J]. 马璨,吕迎春,李泓. 储能科学与技术. 2014(01)
[4]包覆型Si/C复合材料的制备及其性能研究[J]. 杜莉莉,庄全超,魏涛,崔永丽,孙智,孙世刚. 电化学. 2011(02)
[5]掺钴镍酸锂正极材料的研究进展[J]. 侯雷,冯锐,许寒. 无机盐工业. 2009(08)
本文编号：3514094
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池研发展历史
1.2.2 锂离子电池结构
1.2.3 锂离子电池工作原理
1.2.4 锂离子电池的特点
1.3 锂离子电池正极材料介绍
1.3.1 层状结构正极材料
1.3.2 尖晶石结构正极材料
1.3.3 橄榄石结构正极材料
1.3.4 锂硫电池正极材料
1.4 锂离子电池负极材料介绍
1.4.1 石墨负极
1.4.2 钛酸锂
1.4.3 硅基负极
1.4.4 铁氧化物负极
1.5 本论文的选题依据和研究内容
1.5.1 本论文的选题依据
1.5.2 本论文的研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验材料与仪器设备
2.2 实验仪器与设备
2.3 电极的制备及电池的组装
2.3.1 电极浆料的配制
2.3.2 电极极片的制作
2.3.3 电池组装
2.4 材料表征方法及设备
2.4.1 X射线衍射
2.4.2 扫描电子显微镜
2.4.3 透射电子显微镜
2.4.4 比表面及孔径分析仪
2.4.5 热重分析
2.4.6 X-射线光电子能谱
2.5 电化学性能表征
2.5.1 充放电测试
2.5.2 交流阻抗测试
2.5.3 循环伏安测试
第3章 核-壳结构MoS_2@S的制备及其电化学性能
3.1 引言
3.2 实验方法
3.3 XRD表征
3.4 样品制备过程中的形貌表征
3.5 热重分析
3.6 电化学性能分析
3.6.1 循环伏安测试
3.6.2 恒流充放电测试
3.6.3 交流阻抗测试
3.7 循环后电极形貌表征
3.8 本章小结
第4章 球形氮掺杂Fe_3O_4/C的制备及其电化学性能
4.1 引言
4.2 实验过程
4.3 XRD表征
4.4 样品的微观结构与形貌表征
4.4.1 Fe_3O_4/C和Fe_3O_4/NC炭化前的形貌
4.4.2 Fe_3O_4/C和Fe_3O_4/NC炭化后的形貌
4.5 BET测试
4.6 XPS分析
4.7 电化学性能分析
4.7.1 循环伏安测试
4.7.2 恒流充放电测试
4.7.3 交流阻抗测试
4.8 循环后形貌表征
4.9 本章小结
结论
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2@C hollow sphere anodes for lithium-ion batteries[J]. Xuelian Liu,Yuxi Chen,Hongbo Liu,Zhi-Quan Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(03)
[2]锂离子电池正极材料LiFePO4改性的研究进展[J]. 曾凡菊,谭永前,余幼胜,张颂. 河南科技. 2014(03)
[3]锂离子电池基础科学问题（VII）——正极材料[J]. 马璨,吕迎春,李泓. 储能科学与技术. 2014(01)
[4]包覆型Si/C复合材料的制备及其性能研究[J]. 杜莉莉,庄全超,魏涛,崔永丽,孙智,孙世刚. 电化学. 2011(02)
[5]掺钴镍酸锂正极材料的研究进展[J]. 侯雷,冯锐,许寒. 无机盐工业. 2009(08)
本文编号：3514094
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3514094.html
