用于鋰離子電池的硒硫化物電極材料的儲鋰性能研究.pdf

1、本文制備了NiCo2S4薄膜、SnS-SnSe復合薄膜和Fe2SeS三種新型鋰離子電池電極材料，通過恒流充放電測試和循環(huán)伏安法測試其電化學性能。并利用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、選區(qū)電子衍射（SAED）、同步輻射X射線吸收譜（XAS）等多種表征方法對其充放電過程中的材料結(jié)構(gòu)、組成和形貌變化進行了表征，探討了其電化學反應機理。內(nèi)容主要包括以下三個部分：
　　一、采用脈沖激光沉積

2、法制備了NiCo2S4薄膜電極材料，制備的NiCo2S4薄膜首次放電比容量為698mAh·g-1，充放電循環(huán)200次后的比容量保持為365mAh·g-1。該電極材料首次放電時，與 Li發(fā)生電化學反應生成 Li2S、Ni和 Co，在后續(xù)的循環(huán)過程中則發(fā)生 NiS和 CoS復合薄膜可逆分解與生成，且 NiS和 CoS復合薄膜比單一的 NiS或 CoS薄膜具有更高的放電比容量和更好的循環(huán)性能。
　　二、采用脈沖激光沉積法制備了SnS-S

3、nSe復合薄膜電極材料。該復合薄膜電極的首次放電比容量為1225.8 mAh g-1，從第三次循環(huán)后的比容量穩(wěn)定在650mAh·g-1左右。SnS-SnSe復合薄膜在放電過程中首先和 Li發(fā)生反應生成Li2S、Li2Se和Sn，生成的Sn與 Li繼續(xù)發(fā)生合金化反應，最終生成 LixSn合金。在充電過程中，首先 LixSn合金發(fā)生分解生成單質(zhì) Sn，單質(zhì) Sn進一步催化 Li2S和 Li2Se的分解，重新生成 SnS-SnSe復合薄膜。在

4、充放電過程中生成的Li2S和Li2Se能夠承受一定的體積變化，因而該薄膜電極材料具有優(yōu)異的循環(huán)性能。與單一的 SnS和 SnSe薄膜相比，SnS-SnSe復合薄膜晶界更多，因此其電化學活性得到了有效提高，比容量增大。
　　三、通過固相法合成了Fe2SeS粉體電極材料，結(jié)果顯示該材料放電時與Li發(fā)生電化學反應生成 Fe、Li2Se和 Li2S。首次放電比容量和充電比容量分別為471 mAh g-1和436 mAh g-1，首次庫倫效