過渡金屬二硫化物-炭材料復(fù)合材料合成及其儲(chǔ)鋰性能研究.pdf_第1頁
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1、過渡金屬二硫化物和炭材料憑借各自獨(dú)特結(jié)構(gòu)帶來的物理和化學(xué)特性具有鋰離子電池負(fù)極材料的潛在應(yīng)用前景。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)這兩類材料合成復(fù)合材料后能夠極大提升二者之間的協(xié)同效應(yīng),將其應(yīng)用于負(fù)極材料后顯示了極高的可逆儲(chǔ)鋰容量,出色的循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)異的高倍率充放電性能。本論文設(shè)計(jì)了將過渡金屬二硫化物中的MoS2和SnS2、炭材料中的石墨烯和碳球進(jìn)行復(fù)合,并對(duì)得到的復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌對(duì)其作為鋰離子電池負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響進(jìn)行了探究。

2、  第一章介紹了本論文選題的背景和意義;第二章介紹了本論文的合成實(shí)驗(yàn)所使用的實(shí)驗(yàn)方法、藥品試劑、實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)試儀器;第三章到第五章詳盡介紹了作者在攻讀碩士學(xué)位期間所做的主要研究工作和取得的相應(yīng)結(jié)果,其內(nèi)容和結(jié)論概括如下:
  1.以氧化石墨烯為前驅(qū)體,利用鉬酸鈉和硫脲通過水熱法在不同陽離子表面活性劑(C14TAB,C16TAB,C18TAB)的輔助下合成得到MoS2/GF復(fù)合結(jié)構(gòu)。XRD、SEM和TEM分析表明,MoS2/GF復(fù)合

3、材料因陽離子表面活性劑的不同而呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)和表面形貌;電化學(xué)性能測(cè)試表明其結(jié)構(gòu)和表面形貌對(duì)電極的容量、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能都有較大影響。相比于C16TAB和C18TAB,C14TAB輔助合成的MoS2/GF復(fù)合結(jié)構(gòu)具有最高的首次放電容量(955mAh/g),50次循環(huán)后仍保持751mAh/g的可逆容量,而且倍率性能更好。本研究揭示MoS2/GF復(fù)合材料電化學(xué)性能的提升可歸因于其獨(dú)特的praticle-on-sheet結(jié)構(gòu)以及MoS2與

4、石墨烯之間的協(xié)同作用。
  2.以葡萄糖脫水得到的碳球?yàn)榛?,在L-半胱氨酸的協(xié)助下利用水熱法將MoS2納米片生長(zhǎng)于其上得到MoS2/C復(fù)合材料。通過XRD和SEM的表征發(fā)現(xiàn)MoS2/C復(fù)合材料具有獨(dú)特的Core-shell結(jié)構(gòu),直徑在450-500nm之間,作為殼層的MoS2是由分層的薄狀納米片自組裝而成;通過電化學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)獨(dú)特的Core-shell結(jié)構(gòu)憑借堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和提升的協(xié)同效應(yīng)為MoS2/C復(fù)合材料作為鋰電池負(fù)極材料帶

5、來了優(yōu)于純MoS2電極的首次充放電容量,循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。MoS2/C復(fù)合材料的首次放電容量為696.6mAh/g,庫倫效率為83.7%,30次充放電后保留了624mAh/g的可逆容量。
  3.在L-半胱氨酸的協(xié)助下利用水熱法制備了具有不同SnS2與石墨烯摩爾比的SnS2/GNS復(fù)合材料。通過XRD和SEM的表征顯示了SnS2/GNS-1,SnS2/GNS-2,SnS2/GNS-4復(fù)合材料中的SnS2尺寸不斷減小,這說明石墨

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