硒化铜纳米材料的化学合成及其储钠性能研究

发布时间：2021-07-12 19:20

　　随着社会的发展,对低成本、长寿命储能设备的需求不断增加,促进了钠离子电池（SIBs）电极材料的迅猛发展。以往的研究工作表明由于在循环过程中电化学驱动集流体中的铜扩散,使得许多过渡金属硫/硒化物会逐渐转变为硫/硒化铜,所以在后续的循环过程中实际上是硫/硒化铜在进行电化学反应。因此,深入地研究硒化铜的储钠机制及其性能,对于理解其他过渡金属硒化物的电化学行为和理性设计具有重要意义。而且,硒化铜制备简单,成本低廉,导电性良好,是极具潜在价值的SIBs负极材料。在本论文中主要针对介孔Cu2-xSe纳米晶和CuSe纳米片的化学合成及其储钠性质进行研究和探讨,主要内容如下:（1）使用简单的溶剂热方法合成介孔Cu2-xSe纳米晶,并以之作为模型,深入研究Cu2Se的储钠反应机制以及电化学性能。采用多种原位/离位技术并结合第一性原理计算证实Cu2-xSe纳米晶在放电过程中依次发生嵌入和转化反应,形成多种中间产物。Cu2-xSe展现出优异的储钠性能,在5Ag-1循环3000圈,容量依然保持在212.4mAhg-1,容量保持率相当于活化后容量的88%。在倍率性能测试中,10Ag-1时的容量为230.5 mA... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【图文】：

图１－２．Ｎａ＋在石墨类电极材料中的储钠示意图

?Ｇｒａｐｈｉｔｅ?ｏｘｉｄｅ?Ｅｘｐａｎｄｅｄ?ｇｒａｐｈｉｔｅ??图１－２．Ｎａ＋在石墨类电极材料中的储钠示意图。（ａ）由于石墨层间距很小，Ｎａ＋无??法嵌入石墨内部，（ｂ）?Ｎａ＋可以嵌入层间距更大的氧化石墨内部，但是嵌Ｎａ＋量??被氧化石墨含有的含氧基团限制，（ｃ）扩大层间距的石墨储钠量明显增多［１１］。??３??

山东大学硕士学位论文ａ），理论容量也很高（８４７?ｍＡｈ?ｇ－１），但是在放电反应后体积，２４１。为解决上述问题，研宄者提出了很多电极材料合成和改性方大学陈军教授课题组［２４］，使用静电纺丝方法，成功合成Ｓｎ纳碳纤维的复合材料（ＳｎＮＤｓ＠ＰＮＣ），如图１－３所示。作为ＳＩＢｓ出优异的电化学性能。当电流密度由２００?ｎｉＡｇ－１增加到１００００?ｍＡ由６３３?ｍＡｈ?ｇ－１降到４５０?ｍＡｈ?ｇ－１。由于１－２?ｎｍ的Ｓｎ纳米点可触，所以可以被全部用于储钠反应。此外，该复合物具有高孔性，可以促进Ｎａ＋和电子的快速迁移，从而展现出优异的倍率孔碳纤维复合的Ｓｎ可以有效抑制循环过程中材料粉化和聚集?ｎｉＡ?ｆ电流密度长循环测试中，循环１３００圈后容量保持率也高


本文编号：3280504