石墨烯基复合材料的结构设计及储能机理的第一性原理研究
发布时间：2021-07-26 18:26
石墨烯具有突出的物理和化学性质——优异的导电、导热能力,良好的力学性能,大的比表面积和化学稳定性等,在二次电池正负极材料中得到广泛的应用。目前,石墨烯/FeF3·0.33H2O、石墨烯/磷烯和石墨烯/六方氮化硼异质结在储能上有着广泛的应用前景。但石墨烯与FeF3·0.33H2O之间的吸附机理,石墨烯/磷烯和石墨烯/六方氮化硼异质结在非锂金属离子上,尤其是多价金属阳离子上的储能机理有待在原子尺度上展开深入的研究。因此,本文采用第一性原理方法对其展开理论计算研究,从电子、原子尺度上揭示其物理化学规律,为实验提供重要的理论指导。其具体内容如下:（1）石墨烯/FeF3·0.33H2O的结构设计。首先,当（35）?F的范围在-1.92 eV到-0.30eV时,FeF3·0.33H2O（002）-F相较于FeF3·0.33H2O（002）-FeF要更加稳定。通...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同金属阳极的元素丰度、离子半径、标准电极电位(vs.NHE)、重量和容量[5]
属阳极的元素丰度、离子半径、标准电极电位(vs. NHE池正负极材料料研究应用的正极材料主要有层状过渡金属氧NiO2[7]、LiMnO2[8]，LiNixCoyMnl-x-yO2[9-11]、LiNixC物(LiMn2O4[13]、LiNi0.5Mn1.5O4[14])和橄榄石型磷酸图 1.2 所示，金属氟化物相比于其他的正极材料，的理论容量、较低的成本和低毒性，一直受到广泛
图 1.3 FeF3·0.33H2O 晶体结构图FeF3·0.33H2O 为转换电极材料，其充放电晶体反应机理如式(1.1)和(1+3 2 3 2FeF 0.33H O + M e MFeF 0.33H O nn + -3 2 2MFeF 0.33H O + 2M 2 e 3MF + Fe 0.33H Onn 此外，FeF3·0.33H2O 中有较强的 Fe-F 键，使得其具有较宽的带隙，因3·0.33H2O 的电子导电性差，造成较低的倍率性能[24, 25]。实验中主要采包覆和离子掺杂 FeF3·0.33H2O 的方法来提高其电子导电性[26]。Shuani 等[27]通过Ti掺杂采用液相法球磨工艺成功制备了Fe1-xTixF3·0.33H2O/C6，0.08，0.10)纳米复合材料，其首次放电容量为 460.15 mAh/g，结果表杂可以显著提高 FeF3·0.33H2O 的导电性，从而改善其电化学性能。
本文编号：3304112
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同金属阳极的元素丰度、离子半径、标准电极电位(vs.NHE)、重量和容量[5]
属阳极的元素丰度、离子半径、标准电极电位(vs. NHE池正负极材料料研究应用的正极材料主要有层状过渡金属氧NiO2[7]、LiMnO2[8]，LiNixCoyMnl-x-yO2[9-11]、LiNixC物(LiMn2O4[13]、LiNi0.5Mn1.5O4[14])和橄榄石型磷酸图 1.2 所示，金属氟化物相比于其他的正极材料，的理论容量、较低的成本和低毒性，一直受到广泛
图 1.3 FeF3·0.33H2O 晶体结构图FeF3·0.33H2O 为转换电极材料，其充放电晶体反应机理如式(1.1)和(1+3 2 3 2FeF 0.33H O + M e MFeF 0.33H O nn + -3 2 2MFeF 0.33H O + 2M 2 e 3MF + Fe 0.33H Onn 此外，FeF3·0.33H2O 中有较强的 Fe-F 键，使得其具有较宽的带隙，因3·0.33H2O 的电子导电性差，造成较低的倍率性能[24, 25]。实验中主要采包覆和离子掺杂 FeF3·0.33H2O 的方法来提高其电子导电性[26]。Shuani 等[27]通过Ti掺杂采用液相法球磨工艺成功制备了Fe1-xTixF3·0.33H2O/C6，0.08，0.10)纳米复合材料，其首次放电容量为 460.15 mAh/g，结果表杂可以显著提高 FeF3·0.33H2O 的导电性，从而改善其电化学性能。
本文编号：3304112
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