近年來,由于高容量的電池在電動車,電子產(chǎn)品和汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用,電池的研究和發(fā)展受到高度關(guān)注。鋰離子電池是廣泛使用的二次電池體系,具有比容量大、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等特點。在鋰離子電池中,正極材料決定著鋰離子電池的容量。硫系正極材料具有較高的理論電化學容量,有望成為替代LiCoO2的新一代電池材料。鎳基硫化物理論比容量較高、電導(dǎo)率也較高,是最具潛力的硫化物正極材料。本文以L-半胱氨酸作為硫源,采用水熱法合成鎳基硫化物材料。引入L-半胱氨酸簡化了可控合成不同形貌硫化鎳微球的過程,制備合成出了空心球狀和疊片花狀微米粒子的鎳基硫化物。對硫化鎳空心微球進行Fe3+摻雜和碳復(fù)合,以提高其電化學循環(huán)穩(wěn)定性。研究了以L-半胱氨酸水熱法合成制備空心球狀和疊片花狀硫化鎳微球的合成過程。不同水熱反應(yīng)時間下產(chǎn)物的XRD和SEM結(jié)果進行分析,得出兩種形貌硫化鎳可能的形成機理:形成前驅(qū)體配合物,化學鍵斷裂成核,晶粒擇優(yōu)生長成不同的結(jié)構(gòu)。對兩種微球進行電化學性能測試,通過增加材料的比表面積,結(jié)果顯示硫化鎳空心微球循環(huán)性更好。通過摻雜高價態(tài)的金屬陽離子(Fe3+),獲得了高電化學穩(wěn)定性的材料。在合成硫化鎳,并得到較好電化學循環(huán)性能的水熱反應(yīng)條件基礎(chǔ)上,進行了Fe3+的摻雜研究,并對不同F(xiàn)e3+摻雜量的硫化鎳進行電化學性能測試。結(jié)果顯示摻雜Fe3+量為20mol%時的產(chǎn)物電化學循環(huán)穩(wěn)定性最好,比硫化鎳空心微球的循環(huán)性能有了較大的提高。為提高硫化鎳的電化學穩(wěn)定性,通過加入葡萄糖,制備了硫化鎳／碳復(fù)合材料。結(jié)果顯示Ni：葡萄糖(wt%)=1：5的產(chǎn)物循環(huán)性能最好,首次放電容量為625.3mAh·g-1,在100個循環(huán)后放電比容量仍然可以保持在100mAh/g左右,比空心微球和摻雜Fe3+20mol%的硫化鎳循環(huán)性能有了進一步的提高。
【學位單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TM912;TQ138.13
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 鋰離子電池簡介
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.1.2 鋰離子電池的組成及工作原理
    1.2 正極材料
        1.2.1 常規(guī)正極材料
        1.2.2 硫?qū)僬龢O材料
    1.3 鋰離子電池性能影響因素及改性方法
        1.3.1 鋰離子電池性能影響因素
        1.3.2 鋰離子電池性能的改性方法
    1.4 碩士論文研究內(nèi)容及研究意義
第2章 實驗試劑、儀器和實驗方法
    2.1 實驗藥品
    2.2 儀器設(shè)備
    2.3 電極制備及電池裝
    2.4 表征及測試方法
        2.4.1 物理性能測試
        2.4.2 電化學性能測試
第3章 水熱法制備不同形貌硫化鎳微球及其電化學性能研究
    引言
    3.1 不同形貌硫化鎳微球的制備
        3.1.1 硫化鎳空心微球制備的操作步驟
        3.1.2 硫化鎳疊片花微球制備的操作步驟
    3.2 不同形貌硫化鎳微球的物相與形貌分析
        3.2.1 不同形貌硫化鎳微球的物相分析
        3.2.2 不同形貌硫化鎮(zhèn)微球的形貌分析
        3.2.3 不同形貌硫化鎳微球的電化學性能分析
    3.3 不同形貌硫化鎳的形成和生長機理
        3.3.1 pH值對產(chǎn)物的影響
        3.3.2 疊片花狀硫化鎳微球的形成和生長機理
        3.3.3 空心球狀硫化鎳微球的形成和生長機理
    3.4 本章小結(jié)
1-xFe_xS（x=0～0.5）微球及其電化學性能研究'>第4章 水熱制備Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）微球及其電化學性能研究
1-xFe_xS（x=0～0.5）納米粒子的水熱制備'>    4.1 Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）納米粒子的水熱制備
1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的物相與形貌分析'>    4.2 Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的物相與形貌分析
1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的XRD分析'>        4.2.1 Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的XRD分析
1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的SEM分析'>        4.2.2 Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的SEM分析
1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的電化學性能分析'>    4.3 Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的電化學性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 硫化鎳/碳復(fù)合材料的制備及其表征
    5.1 硫化鎳/碳復(fù)合材料的制備
    5.2 硫化鎳/碳復(fù)合材料的XRD測試分析
    5.3 硫化鎳/碳復(fù)合材料的電化學測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間公開發(fā)表論文
作者簡介

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 戴萃辰;脂肪族化合物的物理化學性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[J];自然雜志;1979年07期

2 何林生;;鈦白廢酸提鈧及鈧的應(yīng)用[J];杭州化工;1991年02期

3 張勇;霍慶媛;王力臻;張愛勤;宋延華;;LiFePO_4/MWNTs/BC復(fù)合材料的制備及電化學性能[J];熱加工工藝;2012年24期

4 杜霞;薛衛(wèi)東;劉帆;李昱樹;;n型硅/碳復(fù)合材料的制備及電化學性能研究[J];電子元件與材料;2013年01期

5 ;鈦及鈦鉬合金電化學性能的研究[J];上海有色金屬;1978年03期

6 龔茜，譚攸庚;釕鈦錫氧化物陽極表面形態(tài)及電化學性能研究[J];氯堿工業(yè);1995年05期

7 鄧凌峰;陳洪;;2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑的合成及電化學性能[J];材料導(dǎo)報;2009年22期

8 Degussa;徐翔飛;;“白炭黑”的制備工藝及其物理—化學性能[J];橡膠譯叢;1981年03期

9 劉春蓮;;《材料化學性能》課的教學實踐[J];太原理工大學學報(社會科學版);2002年S1期

10 章宗穰;許傳經(jīng);潘幼良;;旋轉(zhuǎn)環(huán)—盤電極的研制和電化學性能研究[J];上海師范學院學報(自然科學版);1984年03期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 盧桂霞;過渡金屬氧化物鋰離子電池負極材料的制備及其電化學性能研究[D];山東大學;2015年

2 胡梅娟;金屬氧化物基鋰/鈉離子電池負極材料制備與電化學性能研究[D];浙江大學;2014年

3 劉芳延;基于綜纖維素制備炭基復(fù)合材料及其電化學性能研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

4 江小劍;基于脫合金法的錳基微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其電化學性能研究[D];山東大學;2015年

5 王聰;鋰離子電池電極材料Li_3V_2(PO_4)_3的制備及其電化學性能改性研究[D];北京化工大學;2015年

6 莫潤偉;高性能鋰離子電池正極材料LiV_3O_8的制備及其電化學性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

7 歷彪;鈦的含氟氧化物及其鋰化產(chǎn)物納米粒子的合成、表征與電化學性能研究[D];中國科學技術(shù)大學;2015年

8 劉清朝;鋰空氣電池電極材料的制備和電化學性能研究[D];吉林大學;2015年

9 石麗麗;新型鋰硫電池正極材料的制備及其電化學性能研究[D];北京理工大學;2016年

10 劉兵;錫/鉬基鋰離子電池負極材料的微結(jié)構(gòu)調(diào)控及儲鋰性能研究[D];北京理工大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 栗志同;釩基材料的合成、表征及其電化學性能研究[D];華南理工大學;2015年

2 王莎;多巴胺炭球及MOFs@硫復(fù)合材料的制備及其Li-S電池電化學性能研究[D];華南理工大學;2015年

3 燕平;氫驅(qū)動化學反應(yīng)法制備Li_xal_ySi_z鋰離子電池負極材料及其電化學性能[D];浙江大學;2015年

4 杜志玲;摻氮多孔碳的制備及其電化學性能研究[D];燕山大學;2015年

5 宋巧蘭;新型離子液體的制備及其電化學性能研究[D];陜西科技大學;2015年

6 黃文靜;新型導(dǎo)電聚合物-石墨烯電極材料的制備及電化學性能研究[D];南京理工大學;2015年

7 康怡然;納米二氧化錳/碳材料復(fù)合電極材料的制備及其電化學性能的研究[D];鄭州大學;2015年

8 張亦弛;低維氧化鉬納米材料微觀結(jié)構(gòu)及其電化學性能研究[D];南京理工大學;2015年

9 李濤;Fe-Mn-Ti-C鋰離子電池負極材料的制備及其電化學性能研究[D];山東大學;2015年

10 申亞舉;水系鋰離子電池負極材料LiTi_2(P0_4)_3的制備及性能研究[D];沈陽理工大學;2015年

本文編號：2843063