二硫化鉬及其碳復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著不可再生能源的不斷消耗和不完全使用，全世界面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題。作為一種高效清潔型儲(chǔ)能器件，鋰離子電池的使用備受矚目。過渡金屬硫化物MoS2有著類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，其理論容量為～670 mAh g-1，比石墨電極理論容量(372 mAh g-1)高將近一倍，因此，將MoS2替代石墨電極作為鋰離子電池負(fù)極材料已成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。然而，MoS2較低的電子/離子電導(dǎo)率及其在脫嵌鋰過程中產(chǎn)生的嚴(yán)重的體積膨脹效應(yīng)極大地降低了

2、其循環(huán)穩(wěn)定性;此外，在電池反應(yīng)過程中，MoS2與Li+發(fā)生反應(yīng)生成難溶的Li2S，Li2S易催化電解液的分解，形成較厚的聚合物層，導(dǎo)致不可逆的容量損失。因此，如何提高M(jìn)oS2的循環(huán)穩(wěn)定性并且保持其高的容量，成為MoS2作為鋰離子電池負(fù)極材料研究的關(guān)鍵。本文從兩方面出發(fā)，將MoS2與碳復(fù)合制備復(fù)合材料，探討碳源、制備方法對(duì)復(fù)合材料微觀形貌、電化學(xué)性能的影響，主要包括:
　　(1)采用水熱法，分別以葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉為不同的糖類

3、有機(jī)碳源合成MoS2/a-C（無定形碳）復(fù)合材料，探討了成MoS2/a-C復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)理以及不同有機(jī)碳源對(duì)材料電化學(xué)性能的影響規(guī)律。對(duì)樣品的電化學(xué)性能研究表明，相比純MoS2，MoS2/a-C復(fù)合材料的比容量更高、循環(huán)性能更穩(wěn)定。其中以葡萄糖為碳源制得的MoS2/a-C-1表現(xiàn)出最優(yōu)異的電化學(xué)性能，在100 mA g-1的電流密度下循環(huán)100次后仍然有863 mAh g-1的比容量。
　　(2)采用水熱法，選取十六烷基三甲基溴

4、化銨(CTAB)為輔助劑，并經(jīng)過簡(jiǎn)單的熱處理合成MoS2/C復(fù)合材料，討論了CTAB的添加量對(duì)材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu)的重要影響。結(jié)果表明，CTAB加入以后MoS2/C復(fù)合材料呈球狀納米花狀，其中添加0.05 g CTAB后制得的樣品MoS2/C-NF-0.05表現(xiàn)出最高的比容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性，首次放電比容量達(dá)到730 mAh g-1，在100 mA g-1的電流密度下循環(huán)100次后穩(wěn)定為415 mAh g-1。
　　(3)采用熱

5、還原法，以(NH4)2MoS4為鉬源和硫源，SiO2納米球?yàn)槟０?，CTAB為表面活性劑和碳源合成了不同形貌的MoS2/C復(fù)合材料，并對(duì)其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能做了系統(tǒng)研究，其中同時(shí)添加0.1 gSiO2和0.05g CTAB制得的樣品MD-S0.1-C0.05的電化學(xué)性能最優(yōu)異，在100mAg-1的電流密度下循環(huán)100次后仍然有982 mAh g-1的比容量。通過不同的對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)比SiO2納米球模板和CTAB對(duì)材料形貌、生長(zhǎng)