过渡金属磷化合物的可控合成及其储锂性能研究
发布时间：2021-03-26 21:23
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、安全性高、无污染、无记忆等诸多特点,让现代社会生活发生巨大的变化,被广泛应用于混合动力汽车以及便携式电子设备。然而,他们的表现还远远不能满足科技快速发展的需求,社会上对稳定性良好、容量高的电池的需求越来越大,这就需要研究者不断改进电池的性能。现阶段商业锂离子电池负极材料多采用石墨,虽然循环性能良好,但也存在诸如倍率性能差、理论容量低、过充易析出锂枝晶引发安全问题等缺点。过渡金属磷化物,由于具有容量大、电化学活性高、资源丰富等优点,受到研究者的广泛关注。本课题通过水热法/固相法成功合成不同形貌的磷化钴和磷化镍,对其储锂性能进行研究,同时利用石墨烯和碳管对其进行微观结构调制来提高磷化物的电化学性能。取得以下研究成果:1.利用碳纳米管修饰的ZIF-67作为前躯体通过低温磷化反应合成具有三维微纳结构的CoP/C@MCNTs材料。电化学性能测试显示在电流密度500 mA/g条件下循环200圈后,其充放电容量仍可维持在547.5 mAh/g左右,而未添加碳纳米管的MOF-Co（ZIF-67）低温磷化合成的CoP/C在同等条件下循环200圈后容量能保持在190....
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池组成结构示意图
图 2.1 CoP/C@MCNTs 制备流程图Figure 2.1 The experiment process for preparing CoP/C@MCNTs如图 2.1 所示，本实验采用原位耦合、固相法及低温磷化法这三种方法制备CoP/C@MCNTs 材料[59]。原位耦合法制备 ZIF-67@MCNT：首先将一定比例多壁纳米碳管（MCNTs）和 200mg 聚乙烯吡络烷酮利用超声分散于 25 ml 甲醇溶液中，然后加入582 mg六水硝酸钴室温下充分搅拌1h。接下来将765 mg 2-甲基咪唑加入到25ml甲醇溶液中得到清液后迅速倒入之前的混合溶液中，搅拌 5 min，室温下保持 24h，最后得到的沉淀物过滤清洗，70℃干燥 12h。同时，我们也利用原位耦合法合成了ZIF-67 作为对比样，该样品合成过程中不添加 MCNTs。固相法制备Co3O4/C@MCNTs：将得到的 ZIF-67@MCNTs 放入管式炉，空气中 2℃/min 升温至 400℃保持 1h，自然降温后得到 Co3O4/@MCNTs，同样方法得对比样Co3O4/C。低温磷 化法 制备 CoP/C@MCNTs：按一定化学计量比称取次磷酸钠和
32GO，具体步骤如下：Ni(HCO3)2/GO 的合成：将一定比例石墨烯分散在 80ml 去离子水中，超声 2定石墨烯分散液，加入 3.49g 六水合硝酸镍，搅拌 10min，加入 1.68g 环六胺，搅拌 2h，然后将混合溶液转移到反应釜中，160℃反应 10h。反应结束釜自然降至室温，产物用去离子水和乙醇清洗数遍，80℃干燥 12h，得O3)2/GO。同样方法制备不添加石墨烯的 Ni(HCO3)2作为对比样。Ni2P/GO 的合成：按照 Ni 与 P 原子比 1:5 称量前驱体 Ni(HCO3)2/GO 和磷源，将次磷酸钠放于瓷舟上游，Ni(HCO3)2/GO 放于瓷舟下游。氮气氛围下，升温至 300℃保温 2h，得到黑色产物 Ni2P/GO。同样的利用低温磷化法，O3)2作为前躯体制备 Ni2P 材料作为对比样。N 掺杂碳层包覆核壳结构 Ni2P/NC 负极材料的合成
【参考文献】：
期刊论文
[1]过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究进展[J]. 张淑娟,汪东远,林威宇,宋立民. 天津科技大学学报. 2015(02)
[2]电动车动力锂离子电池的现状与发展趋势[J]. 熊碧云,康海波. 电源技术. 2013(05)
[3]锂离子二次电池合金负极材料的研究进展[J]. 关云山,张爱华,李晓昆. 化学世界. 2007(11)
[4]锂电池发展简史[J]. 黄彦瑜. 物理. 2007(08)
[5]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)
[6]锂离子电池合金负极材料的研究进展[J]. 任建国,王科,何向明,姜长印,万春荣,蒲薇华. 化学进展. 2005(04)
[7]锂离子电池炭负极材料研究现状与发展[J]. 殷雪峰,刘贵昌. 炭素技术. 2004(03)
本文编号：3102267
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池组成结构示意图
图 2.1 CoP/C@MCNTs 制备流程图Figure 2.1 The experiment process for preparing CoP/C@MCNTs如图 2.1 所示，本实验采用原位耦合、固相法及低温磷化法这三种方法制备CoP/C@MCNTs 材料[59]。原位耦合法制备 ZIF-67@MCNT：首先将一定比例多壁纳米碳管（MCNTs）和 200mg 聚乙烯吡络烷酮利用超声分散于 25 ml 甲醇溶液中，然后加入582 mg六水硝酸钴室温下充分搅拌1h。接下来将765 mg 2-甲基咪唑加入到25ml甲醇溶液中得到清液后迅速倒入之前的混合溶液中，搅拌 5 min，室温下保持 24h，最后得到的沉淀物过滤清洗，70℃干燥 12h。同时，我们也利用原位耦合法合成了ZIF-67 作为对比样，该样品合成过程中不添加 MCNTs。固相法制备Co3O4/C@MCNTs：将得到的 ZIF-67@MCNTs 放入管式炉，空气中 2℃/min 升温至 400℃保持 1h，自然降温后得到 Co3O4/@MCNTs，同样方法得对比样Co3O4/C。低温磷 化法 制备 CoP/C@MCNTs：按一定化学计量比称取次磷酸钠和
32GO，具体步骤如下：Ni(HCO3)2/GO 的合成：将一定比例石墨烯分散在 80ml 去离子水中，超声 2定石墨烯分散液，加入 3.49g 六水合硝酸镍，搅拌 10min，加入 1.68g 环六胺，搅拌 2h，然后将混合溶液转移到反应釜中，160℃反应 10h。反应结束釜自然降至室温，产物用去离子水和乙醇清洗数遍，80℃干燥 12h，得O3)2/GO。同样方法制备不添加石墨烯的 Ni(HCO3)2作为对比样。Ni2P/GO 的合成：按照 Ni 与 P 原子比 1:5 称量前驱体 Ni(HCO3)2/GO 和磷源，将次磷酸钠放于瓷舟上游，Ni(HCO3)2/GO 放于瓷舟下游。氮气氛围下，升温至 300℃保温 2h，得到黑色产物 Ni2P/GO。同样的利用低温磷化法，O3)2作为前躯体制备 Ni2P 材料作为对比样。N 掺杂碳层包覆核壳结构 Ni2P/NC 负极材料的合成
【参考文献】：
期刊论文
[1]过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究进展[J]. 张淑娟,汪东远,林威宇,宋立民. 天津科技大学学报. 2015(02)
[2]电动车动力锂离子电池的现状与发展趋势[J]. 熊碧云,康海波. 电源技术. 2013(05)
[3]锂离子二次电池合金负极材料的研究进展[J]. 关云山,张爱华,李晓昆. 化学世界. 2007(11)
[4]锂电池发展简史[J]. 黄彦瑜. 物理. 2007(08)
[5]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)
[6]锂离子电池合金负极材料的研究进展[J]. 任建国,王科,何向明,姜长印,万春荣,蒲薇华. 化学进展. 2005(04)
[7]锂离子电池炭负极材料研究现状与发展[J]. 殷雪峰,刘贵昌. 炭素技术. 2004(03)
本文编号：3102267
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3102267.html
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