二十一世紀(jì)以來,鋰離子電池(lithium ion batteries,LIBs)在二次電池中占據(jù)著重要的地位。考慮到其高昂的成本和受限的能量密度,后鋰離子電池(如堿金屬離子電池和鋰硫電池等)已被視為下一代大規(guī)模儲(chǔ)能裝置的候選者之一。本論文主要從以下兩個(gè)方面來展開研究:(1)采用簡(jiǎn)單的溶劑熱法制備了由超薄納米片組裝的分級(jí)結(jié)構(gòu)的VS₂(VS₂nanosheet assemblies,VS₂ NSA),并將其用于三種堿金屬離子(Li+、Na+和K+)的存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溶劑NMP對(duì)最終產(chǎn)物形貌的控制非常關(guān)鍵,它具有較低的粘度、較高的沸點(diǎn)以及合適的表面能,能夠調(diào)控樣品的形貌。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示,VS₂ NSA在三種堿金屬離子電池中均表現(xiàn)出了較高的可逆可逆容量、優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。我們認(rèn)為VS₂ NSA出色的性能主要?dú)w因于其獨(dú)特的形貌以及二維結(jié)構(gòu)。首先,分級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)部大量的空間能夠促進(jìn)傳質(zhì)過程,并且緩沖電池在充放電過程中的體積變化。此外,密度泛函理論(density functi...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池
        1.2.1 鈉離子電池的基本原理
        1.2.2 鈉離子電池正極材料
        1.2.3 鈉離子電池負(fù)極材料
    1.3 鋰硫電池
        1.3.1 鋰硫電池的基本原理和面臨的挑戰(zhàn)
        1.3.2 化學(xué)固硫
    1.4 二硫化釩在二次電池中的應(yīng)用
        1.4.1 二硫化釩的物理特性
        1.4.2 二硫化釩用于堿金屬離子電池
        1.4.3 二硫化釩用于鋰硫電池
    1.5 研究背景及主要內(nèi)容
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 主要內(nèi)容
    1.6 參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)方法與儀器
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 材料制備儀器
    2.2 材料的物性表征儀器
        2.2.1 X射線粉末衍射儀
        2.2.2 拉曼光譜儀
        2.2.3 X射線光電子能譜分析儀
        2.2.4 掃描電子顯微鏡
        2.2.5 透射電子顯微鏡
        2.2.6 原子力顯微鏡
    2.3 材料的電化學(xué)性能表征
        2.3.1 恒流充放電測(cè)試
        2.3.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.3.3 活性材料充放電比容量的計(jì)算
第三章 分級(jí)結(jié)構(gòu)的二硫化釩納米片組裝物用于堿金屬離子電池負(fù)極
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 VS₂NSA的制備
        3.2.2 VS₂NSA的剝離
        3.2.3 電極的制作
        3.2.4 電池的組裝
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 VS₂NSA的合成方法分析
        3.3.2 VS₂NSA的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 VS₂NSA的形貌分析
        3.3.4 VS₂NSA的電化學(xué)性能分析
        3.3.5 VS₂NSA的理論模擬
    3.4 本章小結(jié)
    3.5 參考文獻(xiàn)
第四章 二硫化釩納米片作為催化劑用于鋰硫電池
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 VS₂NS的制備
        4.2.2 電極的制作
        4.2.3 電解液的配制和鋰片的鈍化
        4.2.4 電池的組裝
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 VS₂NS的合成方法分析
        4.3.2 VS₂NS的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        4.3.3 VS₂NS的電化學(xué)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
    4.5 參考文獻(xiàn)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 不足與展望
攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的專著和論文
致謝



本文編號(hào)：3952541