MoS 2 界面调控锂沉积行为及电化学性能研究
发布时间：2024-04-22 04:40
随着人类对能源需求量的增加和新能源体系开发的迫切需要,具有高能量密度和长循环寿命的储能系统得到了人们的广泛关注。金属锂具有极高的比容量被当做新一代锂电池体系的研究热点。然而在实际应用过程中,金属锂表面存在枝晶生长等严重影响使用的问题,使得金属锂作为电池体系中的负极被限制。目前,针对金属锂负极在循环过程中,表面与电解液反应生成的固体电解质界面膜(SEI)机械强度不够,无法承受巨大的体积变化,也无法有效地抑制锂枝晶问题,本文提出使用三维不锈钢网(SSM)作为集流体,并在其表面通过原位电化学转化反应,构建同时具有电子和离子通道的三维复合阵列结构作为人造SEI膜抑制锂枝晶的形成和生长行为。本工作对制备的人工SEI膜进行了全面的物理化学性质表征,并通过一系列电化学测试研究了其电化学性能,探究其作为金属锂负极改性的作用机理。通过一步水热法在不锈钢网表面原位负载二硫化钼(MoS2)纳米片阵列,通过原位的电化学转化反应转变为硫化锂/钼(Li2S/Mo)结构作为人造SEI膜。具有良好导电性的不锈钢网具有一定的机械强度和规则的网状结构,起到了三维集流体的作用,有...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 金属锂负极概述
1.2.1 锂金属电池发展历史
1.2.2 金属锂负极失效机理
1.2.3 金属锂枝晶成核模型
1.2.4 锂枝晶的成核机制
1.3 金属锂负极国内外研究现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
2.1 实验所用材料与仪器设备
2.1.1 实验所用材料
2.1.2 实验所用仪器设备
2.2 MOS2粉末的制备
2.3 物理性质表征
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 X射线光电子能谱
2.3.4 X射线能谱仪
2.4 电化学表征
2.4.1 恒电流充放电测试
2.4.2 电化学交流阻抗谱
2.4.3 循环伏安测试
2.4.4 锂离子电导率测试
2.4.5 锂离子迁移数测试
第三章 MOS2复合电极的制备与电化学性能研究
3.1 引言
3.2 MOS2复合电极的制备与物理表征
3.2.1 MoS2/石墨烯复合电极的制备与物理表征
3.2.2 MoS2/铜箔复合电极的制备与物理表征
3.2.3 MoS2/碳布复合电极的制备与物理表征
3.2.4 MoS2/不锈钢网复合电极的制备与物理表征
3.3 MOS2复合电极的电化学性能研究
3.3.1 MoS2/石墨烯复合电极的电化学性能
3.3.2 MoS2/铜箔复合电极的电化学性能
3.3.3 MoS2/碳布复合电极的电化学性能
3.3.4 MoS2/不锈钢网复合电极的电化学性能
3.4 本章小结
第四章 MOS2/SSM复合电极电化学性能研究
4.1 引言
4.2 MOS2/SSM复合电极电化学性质研究
4.2.1 MoS2/SSM复合电极离子电导率
4.2.2 MoS2/SSM复合电极锂离子迁移数
4.2.3 MoS2/SSM复合电极阻抗及扩散系数
4.2.4 MoS2/SSM复合电极循环伏安曲线
4.2.5 MoS2/SSM复合电极放电前后成分分析
4.3 金属锂沉积行为调控及电化学性质影响
4.3.1 MoS2/SSM复合电极金属锂沉积行为
4.3.2 电流密度对金属锂沉积行为的影响
4.3.3 MoS2/SSM电极成核过电位
4.3.4 MoS2/SSM复合电极沉积/剥离前后形貌表征
4.4 MOS2/SSM复合电极电化学性能研究
4.4.1 MoS2/SSM复合电极电化学性能
4.4.2 MoS2/SSM复合电极循环性能影响规律
4.4.3 MoS2/SSM复合电极库仑效率影响规律
4.5 MOS2/SSM复合电极作用机理
4.6 全电池分析
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3961941
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 金属锂负极概述
1.2.1 锂金属电池发展历史
1.2.2 金属锂负极失效机理
1.2.3 金属锂枝晶成核模型
1.2.4 锂枝晶的成核机制
1.3 金属锂负极国内外研究现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
2.1 实验所用材料与仪器设备
2.1.1 实验所用材料
2.1.2 实验所用仪器设备
2.2 MOS2粉末的制备
2.3 物理性质表征
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 X射线光电子能谱
2.3.4 X射线能谱仪
2.4 电化学表征
2.4.1 恒电流充放电测试
2.4.2 电化学交流阻抗谱
2.4.3 循环伏安测试
2.4.4 锂离子电导率测试
2.4.5 锂离子迁移数测试
第三章 MOS2复合电极的制备与电化学性能研究
3.1 引言
3.2 MOS2复合电极的制备与物理表征
3.2.1 MoS2/石墨烯复合电极的制备与物理表征
3.2.2 MoS2/铜箔复合电极的制备与物理表征
3.2.3 MoS2/碳布复合电极的制备与物理表征
3.2.4 MoS2/不锈钢网复合电极的制备与物理表征
3.3 MOS2复合电极的电化学性能研究
3.3.1 MoS2/石墨烯复合电极的电化学性能
3.3.2 MoS2/铜箔复合电极的电化学性能
3.3.3 MoS2/碳布复合电极的电化学性能
3.3.4 MoS2/不锈钢网复合电极的电化学性能
3.4 本章小结
第四章 MOS2/SSM复合电极电化学性能研究
4.1 引言
4.2 MOS2/SSM复合电极电化学性质研究
4.2.1 MoS2/SSM复合电极离子电导率
4.2.2 MoS2/SSM复合电极锂离子迁移数
4.2.3 MoS2/SSM复合电极阻抗及扩散系数
4.2.4 MoS2/SSM复合电极循环伏安曲线
4.2.5 MoS2/SSM复合电极放电前后成分分析
4.3 金属锂沉积行为调控及电化学性质影响
4.3.1 MoS2/SSM复合电极金属锂沉积行为
4.3.2 电流密度对金属锂沉积行为的影响
4.3.3 MoS2/SSM电极成核过电位
4.3.4 MoS2/SSM复合电极沉积/剥离前后形貌表征
4.4 MOS2/SSM复合电极电化学性能研究
4.4.1 MoS2/SSM复合电极电化学性能
4.4.2 MoS2/SSM复合电极循环性能影响规律
4.4.3 MoS2/SSM复合电极库仑效率影响规律
4.5 MOS2/SSM复合电极作用机理
4.6 全电池分析
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3961941
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