儲能市場日益增長對鋰離子(Li-ion)電池的能量密度提出了更高的要求。過渡金屬硫化物(Transition Metal Sulfides,TMSs)由于具有較高的理論容量,可以發(fā)生多電子反應,且儲量豐富,價格低廉,具有很好的應用前景。同時由于其多電子反應過程中儲能機制的復雜性,過渡金屬硫化物電極材料也受到了科研工作者的廣泛關注。然而,TMSs電極材料仍然存在很多問題,限制其實際應用。TMSs的離子/電子導電性較低,倍率性能較差;在反應過程中體積膨脹嚴重,活性物質易粉化脫落,導致容量的快速衰減;基于嵌入反應的TMSs電極材料受限于晶體結構,發(fā)生多電子反應時晶體結構完整性會受到破壞,從而影響電化學性能。而基于轉換反應的TMSs電極材料,在多電子反應過程中,材料基體完全轉化并伴隨金屬單質團聚、鋰硫化物溶解、穿梭效應等問題,反應的可逆性降低。本論文以FeS2、TiS2、CoS2三種具有代表性的TMSs材料為研究對象,通過結構設計、合成實現(xiàn)、理論分析相結合的手段對TMSs電極材料進行設計:(1)微觀結構設計,制備出TMSs與碳基骨架化學鍵合的微米級復合電極材料,保證導電性的同時也抑制了體積膨脹...

【文章頁數】：129 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 鋰離子電池電極材料發(fā)展現(xiàn)狀
    2.2 多電子反應電極材料概述
        2.2.1 基于轉換反應的多電子反應電極材料
        2.2.2 基于陰離子補償的多電子反應
        2.2.3 基于脫嵌反應的多電子反應
    2.3 多電子反應硫基過渡金屬電極材料
        2.3.1 硫基過渡金屬電極材料儲鋰機理
        2.3.2 硫基過渡金屬電極材料研究進展
    2.4 本章小結
3 研究內容及創(chuàng)新點
    3.1 選題依據及研究內容
    3.2 創(chuàng)新點
4 實驗用品及表征方法
    4.1 實驗藥品
    4.2 實驗儀器
    4.3 表征方法
        4.3.1 材料結構表征
        4.3.2 電化學性能表征
5 具有CNT導電網絡及保護殼FeS₂@B-CNTs復合電極材料的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 FeS₂@B-CNTs材料的制備
    5.3 FeS₂@B-CNTs材料的結構表征
    5.4 FeS₂@B-CNTs材料的電化學性能
    5.5 FeS₂@B-CNTs材料的機理分析
    5.6 本章小結
6 具有硫空位簇的CV-TiS_2-x電極材料的制備及性能研究
    6.1 引言
    6.2 CV-TiS_2-x電極材料的制備
    6.3 CV-TiS_2-x電極材料的結構表征
    6.4 CV-TiS_2-x電極材料的電化學性能
    6.5 CV-TiS_2-x材料的機理分析
    6.6 本章小結
7 具有框架結構CoS₂@CNTs@C復合電極材料的制備及性能研究
    7.1 引言
    7.2 CoS₂@CNTs@C電極材料的制備
    7.3 CoS₂@CNTs@C電極材料的表征
    7.4 CoS₂@CNTs@C電極材料的電化學性能
    7.5 CoS₂@CNTs@C電極材料的機理分析
    7.6 本章小結
8 結論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數據集



本文編號：3884259