硫化物-Chevrel相化合物作為鎂二次電池正極材料的制備及研究.pdf

1、隨著能源時(shí)代的到來(lái),人們對(duì)于發(fā)展高能量密度二次電池的需求越來(lái)越迫切,這使得尋求對(duì)環(huán)境友好且資源豐富的電極材料成為迫切需要。目前投入生產(chǎn)的二次電池以鋰離子電池為主,但它的價(jià)格,安全性仍達(dá)不到要求。鎂離子電池跟鋰離子電池原理類似,同時(shí)與鋰相比,鎂的價(jià)格低廉(約為鋰的1/24)、環(huán)境友好、熔點(diǎn)高(649℃)、易加工處理、安全性更高,較高的理論比容量為(2205 mAh·g-1),使得其用于大負(fù)荷方面(比如電動(dòng)汽車(chē))有潛在優(yōu)勢(shì)。因此鎂離子電池是

2、一種有良好應(yīng)用前景的化學(xué)電源。
　　國(guó)內(nèi)鎂電池方面的研究工作仍處于初級(jí)階段,主要集中于鎂二次電池正極材料。本文系統(tǒng)地研究了二硫化物及謝弗雷爾相作為正極材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究了硫化物作為鎂二次電池正極材料。通過(guò)球磨、有機(jī)物包覆、陽(yáng)離子替換等方式進(jìn)行改性,并分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和電化學(xué)表征。通過(guò)DMcT進(jìn)行有機(jī)包覆的黃鐵礦首次放電比容量升高,但循環(huán)性能變差。用La元素替換Fe元素,硫化物晶格較大

3、,有較高的首次放電比容量,但循環(huán)性能不佳。
　　(2)研究了謝弗雷爾相化合物作為鎂二次電池正極材料。通過(guò)改變陽(yáng)離子種類,得到不同的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能測(cè)試。Cu2Mo6S8的平均放電比容量較高為95mAh/g,循環(huán)穩(wěn)定性和可逆性均良好。Fe1.3Mo6S8循環(huán)100次后仍能保持其容量(50-55mAh/g)且循環(huán)效率維持在90％以上。Ni1.38Mo6S8作為鎂二次電池正極材料持續(xù)活化時(shí)間長(zhǎng),很難達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),即鎂離子的