可充鎂電池正極材料及電池體系研究.pdf

1、可充鎂電池作為一種新型的綠色能源轉(zhuǎn)換裝置正在得到廣發(fā)的關(guān)注。目前，可充鎂電池的相關(guān)研究還處于早期階段，研究主要集中在開發(fā)穩(wěn)定且可實現(xiàn)鎂離子可逆沉積溶出的電解液以及可供鎂離子可逆脫嵌且具有高容量，高電壓正極材料。
　　本文采用球磨以及熱處理相結(jié)合的方法制備了四種不同硫含量的硫/科琴黑（S/KB）復(fù)合材料。通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等測試表征方法系統(tǒng)地探究了所制備的復(fù)合材料的微孔結(jié)構(gòu)。

2、測試結(jié)果表明：S/KB（60 wt%S）復(fù)合材料中的硫能很好地嵌入科琴黑的納米孔道中去。當(dāng)硫含量達到60 wt%時，正極材料表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能，其首次放電容量高達466.3 mAh g-1，并且在第6圈以后，容量仍維持在165 mAh g-1左右。
　　其次，本文也通過兩步水熱法制備了具有獨特形貌的MoO2中空微球材料，并以此為正極材料，金屬鎂為負極以及同時含有Mg2+，Li+的混合陽離子電解液組裝成一種新型的電池體系。這種電

3、池不僅防止在負極形成金屬枝晶，也能保證在正極發(fā)生高容量的嵌入脫出反應(yīng)，解決鎂二次電池正極材料容量較低的缺點。研究發(fā)現(xiàn)，MoO2電極材料的形貌對于材料的電化學(xué)性能有著重要影響。經(jīng)測試，MoO2中空微球材料首次放電比容量為217.2 mAh g-1，庫倫效率約為88%，且在隨后的循環(huán)中，庫倫效率接近100%。相反，由1~10μm實心顆粒組成的商業(yè)MoO2的電化學(xué)性能則遜色很多，其首次放電比容量小于50 mAh g-1。電感耦合等離子體質(zhì)譜（