發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 09:11

　　 近年來(lái),由于高容量的電池在電動(dòng)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(zhǎng)、環(huán)境友好等特點(diǎn)。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(xué)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(jiǎn)化了可控合成不同形貌硫化鎳微球的過(guò)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(duì)硫化鎳空心微球進(jìn)行Fe3+摻雜和碳復(fù)合,以提高其電化學(xué)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(guò)程。不同水熱反應(yīng)時(shí)間下產(chǎn)物的XRD和SEM結(jié)果進(jìn)行分析,得出兩種形貌硫化鎳可能的形成機(jī)理:形成前驅(qū)體配合物,化學(xué)鍵斷裂成核,晶粒擇優(yōu)生長(zhǎng)成不同的結(jié)構(gòu)。對(duì)兩種微球進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,通過(guò)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(guò)摻雜高價(jià)態(tài)的金屬陽(yáng)離子(Fe3+),獲得了高電化學(xué)穩(wěn)定性的材料。在合成硫化鎳,并得到較好電化學(xué)循環(huán)性能的水熱反應(yīng)條件基礎(chǔ)上,進(jìn)行了Fe3+的摻雜研究,并對(duì)不同F(xiàn)e3+摻雜量的硫化鎳進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果顯示摻雜Fe3+量為20mol%時(shí)的產(chǎn)物電化學(xué)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(xué)穩(wěn)定性,通過(guò)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(gè)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(jìn)一步的提高。
【學(xué)位單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(jiǎn)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?jī)?nèi)容及研究意義
第2章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)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(cè)試方法
        2.4.1 物理性能測(cè)試
        2.4.2 電化學(xué)性能測(cè)試
第3章 水熱法制備不同形貌硫化鎳微球及其電化學(xué)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(xué)性能分析
    3.3 不同形貌硫化鎳的形成和生長(zhǎng)機(jī)理
        3.3.1 pH值對(duì)產(chǎn)物的影響
        3.3.2 疊片花狀硫化鎳微球的形成和生長(zhǎng)機(jī)理
        3.3.3 空心球狀硫化鎳微球的形成和生長(zhǎng)機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
1-xFe_xS（x=0～0.5）微球及其電化學(xué)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(xué)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(xué)性能分析'>    4.3 Ni_1-xFe_xS（x=0～0.5）微球的電化學(xué)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(cè)試分析
    5.3 硫化鎳/碳復(fù)合材料的電化學(xué)測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文
作者簡(jiǎn)介

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本文編號(hào)：2843063