水系锌离子电池正极材料扩层MoS 2 的制备及其性能研究

发布时间：2023-04-18 19:03

　　二硫化钼(MoS₂)是一种比较典型的层状过渡金属硫化物,共价键合的S-Mo-S层通过微弱的范德华力堆积在一起,有利于外来客体在其间的插层。然而,将其作为锌离子电池正极材料,块状二硫化钼的电化学性能不理想。这主要是因为相对于Zn²⁺水合半径而言,块状MoS₂的层间距不利于Zn²⁺离子的快速迁移,且由于Zn²⁺与宿主材料间的相互作用较强,使得锌离子的嵌/脱插过程困难。因此,本论文工作通过预先在二硫化钼层间引入某种客体材料,降低锌离子嵌/脱插过程的能垒,提高锌离子扩散速率。实验中,分别采用聚乙烯醇(PVA)、NH3嵌插法,有效地扩大了二硫化钼的层间距,通过制备过程的优化,对改性前后二硫化钼的电化学性能进行了系统研究,具体研究内容如下:首先,通过水热法合成了由PVA插层的MoS₂,MoS₂的层间距由约0.615 nm扩大到了1.0 nm以上,所得材料是由纳米片聚集而成的微纳米球。PVA作为插层剂的同时也作为碳源,在随后的高温烧结过程中碳化,在...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 水系锌离子电池概述
        1.2.1 水系锌离子电池组成
        1.2.2 锌离子电池充放电原理
    1.3 二硫化钼及其改性
        1.3.1 二硫化钼
        1.3.2 扩层二硫化钼
    1.4 二硫化钼的扩层方法
        1.4.1 杂原子掺杂法
        1.4.2 金属离子插层法
        1.4.3 金属原子插层法
        1.4.4 小分子/聚合物插层法
    1.5 国内外研究现状
        1.5.1 锌离子电池正极材料的研究现状
        1.5.2 扩层二硫化钼作为正极材料的研究现状
    1.6 本文主要研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 主要化学试剂和仪器
        2.1.1 主要化学试剂
        2.1.2 主要仪器设备
    2.2 实验方法
    2.3 电池组装方法
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 X射线衍射谱图
        2.4.2 扫描电镜
    2.5 电化学性能测试
        2.5.1 循环伏安曲线
        2.5.2 电化学阻抗测试
        2.5.3 恒流充放电测试
第3章 扩层二硫化钼的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 球状扩层二硫化钼制备及表征
        3.2.1 材料的制备
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 插层剂(PVA)搅拌时间对扩层二硫化钼的影响
        3.2.4 插层剂(PVA)的量对扩层二硫化钼的影响
        3.2.5 高温烧结对扩层二硫化钼的影响
    3.3 管状扩层二硫化钼的制备及表征
        3.3.1 材料的制备
        3.3.2 材料的表征
    3.4 本章小结
第4章 扩层二硫化钼用作锌离子电池正极材料的电化学性能测试
    4.1 引言
    4.2 球状扩层二硫化钼电化学性能测试
        4.2.1 材料制备过程中影响电化学性能的因素
        4.2.2 扩层二硫化钼性能分析
        4.2.3 电极制备工艺的优化
    4.3 管状扩层二硫化钼电化学性能测试
    4.4 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：3792842