密闭系统合成高容量储锂材料与碳的纳米复合结构及其性能
发布时间：2021-11-26 02:25
由于具有重量轻、体积小、安全性高、工作电压高、能量密度大、功率高和使用寿命长等特点,锂离子电池成为了最广泛使用的储能器件。自从锂离子电池发展以来,人们一直尝试去提升其能量密度以满足其在电动汽车上的应用。然而商业使用的石墨负极理论比容量（372 mAh/g）较低,极大的限制了其能量密度的进一步提高,所以开发具有更高比容量的负极材料尤为重要。由于MoS2、SiOx（0<x<2）和SnOx等化合物材料拥有高的理论比容量,有可能在下一代高能量密度电池中发挥重要作用,对其研究具有重要意义。MoS2、SiOx和SnOx作为锂离子电池负极材料存在一些共性问题,主要是循环过程中体积膨胀较大和导电性较差。目前解决这些问题最有效的方法是与碳材料形成纳米级（<10 nm）均匀分散的复合材料,然而由于碳及上述化合物的形成温度等条件差异过大,在常规条件下合成这样的分散结构是极其困难的,相关的报道寥寥无几。但是,采用合适的前驱体,在密闭系统下加热使其分解产生气相压力...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：188 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
锂离子电池的工作原理示意图
具有这一特殊结构的纳米复合材料，取得的结果也比较显著，接下合成具有这种相关结构的 MoS2/C 纳米复合材料的制备方法。目前，有纳米级均匀分散结构的 MoS2/C 复合材料的主要方法有水热法[56,5积法[58]和超声喷雾热解法[59,60]，接下来将依次简单介绍一下这些方成果。热法，水热法为主要合成二硫化钼纳米片的方法[56,57]，同时也可以在水热入聚合物就可以得到易碳化的聚合物和二硫化钼的复合材料，然后物和二硫化钼的复合材料放到管式炉里进行高温退火就得到了二硫米复合材料。例如，刘华坤等使用水热法并结合高温退火法合0]。如图 1-2 所示，为 MoS2/C 的合成示意图。从图 1-2 可以看出，此oO4·2H2O、CS(NH2)2和抗坏血酸混合在去离子水中，使用水热法在 1 得到了黑色沉淀，然后将干燥后的黑色沉淀放入到陶瓷舟中，紧接在水平管式炉当中，在氩气保护气氛下，将炉子加热到 700oC 保温冷却即得到了二硫化钼与碳的复合材料即 MoS2/C。
图 1-3 MoS2/C 的微观结构[56]Fig.1-3 Microstructure of MoS2/C[56]等使用水热法制备了 MoS2/C 复合材料[57]。如图 1-4 所示，为 MoS2图。从图 1-4 可以看出，首先将七钼酸铵、硫脲和氧化石墨烯分散在合溶液中，随后转移到水热釜中在 220oC 保温 72 h。将得到的样品泡 3 h，然后抽滤，这个过程重复三次，然后对样品进行冷冻干燥。由少于 10 层的 MoS2纳米片垂直生长在氧化石墨烯的表面上，同时了 Mo-O-C 键，MoS2纳米片的层间距为 9.8 ，这一特殊结构赋予此的储锂性能，在 3.5A/g 的电流密度下，其可逆容量高达 666 mAh/g
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池硅/石墨烯负极材料的电化学性能[J]. 肖思,谢旭佳,谢雍基,刘斌,刘丹,施志聪. 硅酸盐学报. 2019(09)
[2]锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧化物的制备方法[J]. 王立祥,付长,吕学良. 科学技术创新. 2019(20)
[3]锌基复合电极原位水热合成和电化学性能研究[J]. 赵宇,张硕嘉,徐冰,于越,孙小卉. 无机盐工业. 2019(06)
[4]锂离子电池负极材料纳米多孔硅/石墨/碳复合微球的制备与性能[J]. 林伟国,孙伟航,曲宗凯,冯晓磊,荣峻峰,陈旭,杨文胜. 高等学校化学学报. 2019(06)
[5]高能锂离子电池SiO基负极材料的改性方法研究进展[J]. 吴宇凡,周晴,姚林琴,郭宇薇. 山东化工. 2019(10)
[6]水热法制备石墨烯/二硫化钼复合物及其电化学性能的研究[J]. 赵威,张辉. 沈阳化工大学学报. 2019(01)
[7]CoMoO4水热法制备及其在锂/钠离子电池中的应用[J]. 陈美艳,杨庆,吴贤文,邹莉,姚正西,李方宁. 吉首大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]金属氢氧化物对锂硫电池性能的影响[J]. 逯峰,金朝庆,王安邦,王维坤,赵秀英. 电源技术. 2018(05)
[9]负载于三维镍网上的磷化钴纳米珠链阵列的高效水电解性能研究[J]. 姜媛媛,陈传霞,倪朋娟,逯一中. 分析化学. 2018(04)
[10]立方氮化硼的合成工艺研究[J]. 于丽娟. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 1997(02)
本文编号：3519236
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：188 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
锂离子电池的工作原理示意图
具有这一特殊结构的纳米复合材料，取得的结果也比较显著，接下合成具有这种相关结构的 MoS2/C 纳米复合材料的制备方法。目前，有纳米级均匀分散结构的 MoS2/C 复合材料的主要方法有水热法[56,5积法[58]和超声喷雾热解法[59,60]，接下来将依次简单介绍一下这些方成果。热法，水热法为主要合成二硫化钼纳米片的方法[56,57]，同时也可以在水热入聚合物就可以得到易碳化的聚合物和二硫化钼的复合材料，然后物和二硫化钼的复合材料放到管式炉里进行高温退火就得到了二硫米复合材料。例如，刘华坤等使用水热法并结合高温退火法合0]。如图 1-2 所示，为 MoS2/C 的合成示意图。从图 1-2 可以看出，此oO4·2H2O、CS(NH2)2和抗坏血酸混合在去离子水中，使用水热法在 1 得到了黑色沉淀，然后将干燥后的黑色沉淀放入到陶瓷舟中，紧接在水平管式炉当中，在氩气保护气氛下，将炉子加热到 700oC 保温冷却即得到了二硫化钼与碳的复合材料即 MoS2/C。
图 1-3 MoS2/C 的微观结构[56]Fig.1-3 Microstructure of MoS2/C[56]等使用水热法制备了 MoS2/C 复合材料[57]。如图 1-4 所示，为 MoS2图。从图 1-4 可以看出，首先将七钼酸铵、硫脲和氧化石墨烯分散在合溶液中，随后转移到水热釜中在 220oC 保温 72 h。将得到的样品泡 3 h，然后抽滤，这个过程重复三次，然后对样品进行冷冻干燥。由少于 10 层的 MoS2纳米片垂直生长在氧化石墨烯的表面上，同时了 Mo-O-C 键，MoS2纳米片的层间距为 9.8 ，这一特殊结构赋予此的储锂性能，在 3.5A/g 的电流密度下，其可逆容量高达 666 mAh/g
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池硅/石墨烯负极材料的电化学性能[J]. 肖思,谢旭佳,谢雍基,刘斌,刘丹,施志聪. 硅酸盐学报. 2019(09)
[2]锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧化物的制备方法[J]. 王立祥,付长,吕学良. 科学技术创新. 2019(20)
[3]锌基复合电极原位水热合成和电化学性能研究[J]. 赵宇,张硕嘉,徐冰,于越,孙小卉. 无机盐工业. 2019(06)
[4]锂离子电池负极材料纳米多孔硅/石墨/碳复合微球的制备与性能[J]. 林伟国,孙伟航,曲宗凯,冯晓磊,荣峻峰,陈旭,杨文胜. 高等学校化学学报. 2019(06)
[5]高能锂离子电池SiO基负极材料的改性方法研究进展[J]. 吴宇凡,周晴,姚林琴,郭宇薇. 山东化工. 2019(10)
[6]水热法制备石墨烯/二硫化钼复合物及其电化学性能的研究[J]. 赵威,张辉. 沈阳化工大学学报. 2019(01)
[7]CoMoO4水热法制备及其在锂/钠离子电池中的应用[J]. 陈美艳,杨庆,吴贤文,邹莉,姚正西,李方宁. 吉首大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]金属氢氧化物对锂硫电池性能的影响[J]. 逯峰,金朝庆,王安邦,王维坤,赵秀英. 电源技术. 2018(05)
[9]负载于三维镍网上的磷化钴纳米珠链阵列的高效水电解性能研究[J]. 姜媛媛,陈传霞,倪朋娟,逯一中. 分析化学. 2018(04)
[10]立方氮化硼的合成工艺研究[J]. 于丽娟. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 1997(02)
本文编号：3519236
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