Bi 2 S 3 -MoS 2 材料的制备及其储钠性能的研究
发布时间：2021-12-17 19:37
近年来,钠离子电池得到了广泛地研究和开发,但缺乏合适的负极材料逐渐成为制约其发展的一个重要瓶颈问题,因此研发新型、高性能负极材料至关重要。硫化铋（Bi2S3）具有低成本、高容量的优点,但是容量衰减快、循环寿命短。为了解决Bi2S3在储钠过程中的种种问题,本课题使用钼酸铋作为前驱体通过高温硫化法,构建了一种Bi2S3-MoS2二元异质材料以提升Bi2S3材料的储钠性能,并结合材料的物理表征、形貌分析和电化学测试技术,进一步揭示了其储钠机制。本文的研究内容如下:通过调控原料中铋与钼的摩尔比,用溶剂热法合成了三种钼酸铋材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等多种测试方法对三种钼酸铋材料的形貌、晶体结构及化学组成等方面进行了表征,结果表明得到的材料由Bi、Mo和O元素组成,具有良好的钼酸铋结构,结晶性良好,不含有杂相。钼酸铋的电化学性能测试结果表明,当原...
【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】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钠硫电池工作示意图[13]
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-4-图1-2NaxMO2晶体结构示意图[18]a)O型b)P型类普鲁士蓝NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有独特的立方体结构，该材料的储钠性能受到纯度、结晶度、缺陷和含水量的影响。2012年，Lu[19]等人在室温下合成了多种类普鲁士蓝化合物KMFe(CN)6（M=Fe、Mn、Ni、Cu、Co、Zn），如图1-3所示。并在碳酸盐电解液中测试了它们作为正极材料的储钠性能，其中KFe2(CN)6材料可逆容量接近100mAhg-1，循环30圈后容量无明显衰减，这可能与其独特的隧道结构有关。但是该材料中结晶水的存在影响了材料的实际应用。图1-3类普鲁士蓝化合物结构示意图[19]目前较为成熟的聚阴离子化合物有Na3V2(PO4)2F3[20]、NaMnPO4[21]和Na2FeP2O7[22]。这种材料能够在Na+反复嵌入和脱出过程中保持结构的稳定，实现电荷的快速传递，因此具有较好的循环稳定性，但是该材料储钠容量相对较低。比如Na3V2(PO4)2F3材料中只有三分之二的钠离子可以自由的脱出，因此理论容量比较低，只有117mAhg-1[23]。
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-4-图1-2NaxMO2晶体结构示意图[18]a)O型b)P型类普鲁士蓝NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有独特的立方体结构，该材料的储钠性能受到纯度、结晶度、缺陷和含水量的影响。2012年，Lu[19]等人在室温下合成了多种类普鲁士蓝化合物KMFe(CN)6（M=Fe、Mn、Ni、Cu、Co、Zn），如图1-3所示。并在碳酸盐电解液中测试了它们作为正极材料的储钠性能，其中KFe2(CN)6材料可逆容量接近100mAhg-1，循环30圈后容量无明显衰减，这可能与其独特的隧道结构有关。但是该材料中结晶水的存在影响了材料的实际应用。图1-3类普鲁士蓝化合物结构示意图[19]目前较为成熟的聚阴离子化合物有Na3V2(PO4)2F3[20]、NaMnPO4[21]和Na2FeP2O7[22]。这种材料能够在Na+反复嵌入和脱出过程中保持结构的稳定，实现电荷的快速传递，因此具有较好的循环稳定性，但是该材料储钠容量相对较低。比如Na3V2(PO4)2F3材料中只有三分之二的钠离子可以自由的脱出，因此理论容量比较低，只有117mAhg-1[23]。
本文编号：3540801
【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】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钠硫电池工作示意图[13]
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-4-图1-2NaxMO2晶体结构示意图[18]a)O型b)P型类普鲁士蓝NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有独特的立方体结构，该材料的储钠性能受到纯度、结晶度、缺陷和含水量的影响。2012年，Lu[19]等人在室温下合成了多种类普鲁士蓝化合物KMFe(CN)6（M=Fe、Mn、Ni、Cu、Co、Zn），如图1-3所示。并在碳酸盐电解液中测试了它们作为正极材料的储钠性能，其中KFe2(CN)6材料可逆容量接近100mAhg-1，循环30圈后容量无明显衰减，这可能与其独特的隧道结构有关。但是该材料中结晶水的存在影响了材料的实际应用。图1-3类普鲁士蓝化合物结构示意图[19]目前较为成熟的聚阴离子化合物有Na3V2(PO4)2F3[20]、NaMnPO4[21]和Na2FeP2O7[22]。这种材料能够在Na+反复嵌入和脱出过程中保持结构的稳定，实现电荷的快速传递，因此具有较好的循环稳定性，但是该材料储钠容量相对较低。比如Na3V2(PO4)2F3材料中只有三分之二的钠离子可以自由的脱出，因此理论容量比较低，只有117mAhg-1[23]。
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-4-图1-2NaxMO2晶体结构示意图[18]a)O型b)P型类普鲁士蓝NaxM1M2(CN)6（M1，M2=Fe，Mn，Ni，Co）具有独特的立方体结构，该材料的储钠性能受到纯度、结晶度、缺陷和含水量的影响。2012年，Lu[19]等人在室温下合成了多种类普鲁士蓝化合物KMFe(CN)6（M=Fe、Mn、Ni、Cu、Co、Zn），如图1-3所示。并在碳酸盐电解液中测试了它们作为正极材料的储钠性能，其中KFe2(CN)6材料可逆容量接近100mAhg-1，循环30圈后容量无明显衰减，这可能与其独特的隧道结构有关。但是该材料中结晶水的存在影响了材料的实际应用。图1-3类普鲁士蓝化合物结构示意图[19]目前较为成熟的聚阴离子化合物有Na3V2(PO4)2F3[20]、NaMnPO4[21]和Na2FeP2O7[22]。这种材料能够在Na+反复嵌入和脱出过程中保持结构的稳定，实现电荷的快速传递，因此具有较好的循环稳定性，但是该材料储钠容量相对较低。比如Na3V2(PO4)2F3材料中只有三分之二的钠离子可以自由的脱出，因此理论容量比较低，只有117mAhg-1[23]。
本文编号：3540801
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