二硫化钼/石墨烯复合负极材料的合成及其储锂行为研究

发布时间：2021-01-04 19:16

　　针对MoS2作为锂离子电池负极材料时存在的导电率低、循环稳定性差的问题,结合石墨烯独特的二维纳米结构及其良好的导电性以及一定的储锂功能,采用水热法原位合成MoS2/石墨烯复合材料,用作锂离子电池负极材料,通过XRD、 SEM和TEM等分析表征手段对材料的微结构进行表征,并系统考察了所制石墨稀、MoS2及MoS2/石墨烯复合材料的电化学性能。本文的创新之处在于：1)采用水热合成法,制得一种三维球形花状结构的MoS2纳米材料；2)利用石墨烯独特的纳米结构及其优异导电性,将之与MoS2复合,有效改善了单一MoS2用作负极材料时的不足。在上述创新工作的基础上,得到如下主要结论或结果：（1）氧化石墨经过微波辐照后,已被还原、剥离成二维纳米结构的石墨烯,厚度为2～4层碳原子层,石墨烯的表面出现本征性的皱褶和卷曲,尺寸为微米级。通过孔结构分析,证明了石墨烯是具有狭缝孔结构的片状材料,其BET比表面积为436.8m2/g,孔径分布较为集中,主要为3～5nm的中孔。（2）以钼酸钠和硫脲分别作为钼源和硫源,在240℃条件下水热合成的MoS2,具有三维球花状的微观结构,球花的直径约为1～2μm,由许多单层的... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 锂离子电池概况
        1.2.1 引言
        1.2.2 锂离子电池的分类
        1.2.3 锂离子电池的特点
        1.2.4 锂离子电池的结构
        1.2.5 锂离子电池的工作原理
    1.3 锂离子电池电极材料
        1.3.1 正极材料
        1.3.2 负极材料
2用作锂离子电池负极材料的研究进展">        1.3.3 MoS₂用作锂离子电池负极材料的研究进展
    1.4 石墨烯概述
        1.4.1 石墨烯的定义
        1.4.2 石墨烯的特性
        1.4.3 石墨烯的制备
        1.4.4 石墨烯在锂离子电池负极材料领域的研究现状
    1.5 本课题的提出和研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品和试剂
    2.2 仪器和设备
    2.3 材料的分析表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 扫描电镜分析
        2.3.3 透射电镜分析
        2.3.4 比表面积和孔结构分析
        2.3.5 热重分析
    2.4 电池的组装
    2.5 材料的电化学性能测试
        2.5.1 充放电性能
        2.5.2 循环伏安性能
        2.5.3 交流阻抗
        2.5.4 倍率性能
第3章 石墨烯的合成及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的合成
    3.3 石墨烯形貌、结构的表征
        3.3.1 表面形貌
        3.3.2 微晶结构
        3.3.3 热重
        3.3.4 孔结构
    3.4 石墨烯的电化学性能
        3.4.1 充放电性能与循环伏安曲线
        3.4.2 循环性能
        3.4.3 倍率性能
    3.5 本章小结
第4章 水热法合成二硫化钼及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 二硫化钼的制备方法
    4.3 二硫化钼形貌、结构的表征
        4.3.1 微晶结构
        4.3.2 表面形貌
        4.3.3 孔结构
    4.4 二硫化钼的电化学性能
        4.4.1 充放电性能与循环伏安曲线
        4.4.2 循环性能
        4.4.3 倍率性能
        4.4.4 交流阻抗
    4.5 本章小结
2/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究">第5章 MoS₂/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究
    5.1 引言
2/石墨烯复合材料的制备">    5.2 MoS₂/石墨烯复合材料的制备
2/石墨烯复合材料形貌和结构的表征">    5.3 MoS₂/石墨烯复合材料形貌和结构的表征
        5.3.1 微晶结构
        5.3.2 表面形貌
        5.3.3 热重
        5.3.4 孔结构
    5.4 反应条件对产物微结构的影响以及形成机理分析
        5.4.1 水热温度对产物微结构的影响
        5.4.2 pH值对产物微结构的影响
        5.4.3 形成机理
2/石墨烯复合材料的电化学性能">    5.5 MoS₂/石墨烯复合材料的电化学性能
        5.5.1 充放电性能与循环伏安曲线
        5.5.2 循环性能
        5.5.3 倍率性能
        5.5.4 交流阻抗
2/石墨烯复合材料电化学性能的影响">    5.6 GO添加量对MoS₂/石墨烯复合材料电化学性能的影响
        5.6.1 制备方法
2/石墨烯复合材料形貌和结构的表征">        5.6.2 不同GO添加量的MoS₂/石墨烯复合材料形貌和结构的表征
2/石墨烯复合材料的电化学性能">        5.6.3 不同GO添加量的MoS₂/石墨烯复合材料的电化学性能
    5.7 本章小结
第6章 主要结论和工作展望
    6.1 结论
    6.2 工作展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]用于锂离子电池负极材料的锡/碳复合材料研究[J]. 宁林坚,王玲治,方世璧.  高分子学报. 2008(09)
[2]锂离子电池发展的前瞻——第14届国际锂电池会议评述[J]. 何向明,李建刚,王莉,任建国.  电池. 2008(04)
[3]核壳结构的锂离子电池材料[J]. 任慢慢,周震,高学平,阎杰.  化学进展. 2008(05)
[4]碳包覆硅/碳复合材料的制备与性能研究[J]. 陈立宝,谢晓华,王可,解晶莹.  电源技术. 2007(01)
[5]锂离子电池及其发展前景[J]. 任学佑.  电池. 1996(01)



本文编号：2957282