二硫化鉬-C復合電極材料的制備及其儲鋰性能研究.pdf

1、鋰離子電池(Lithium-ion Batteries，LIB)作為一種新型儲能器件，具有高能量密、高功率密度和綠色無污染等優(yōu)點，廣泛應用于電子器件和電動汽車行業(yè)，在一定程度上緩解了目前嚴重的能源危機和環(huán)境污染等問題。
　　二硫化鉬(MoS2)具有類似石墨烯的層狀結(jié)構(gòu)，儲鋰理論容量相比普通石墨電極的理論容量(372mAh g-1)更高，可達到670mAh g-1，且資源豐富，污染小，作為一種新型的鋰離子電池負極材料受到了研究人員的

2、廣泛關注。但MoS2本身低的離子/電子電導率以及在脫出嵌入鋰離子的過程中會產(chǎn)生嚴重的體積膨脹和結(jié)構(gòu)粉化從而造成循環(huán)穩(wěn)定性下降，這些缺點都極大限制了其作為商電極材料使用。因此改善電極材料的循環(huán)穩(wěn)定性并提高其容量是目前MoS2的研究重點。本文主要以水熱法合成花狀MoS2納米片和MoS2/C的復合材料，在形貌、結(jié)構(gòu)控制的基礎上，使MoS2作為鋰離子電池負極材料時呈現(xiàn)更好的循環(huán)性能和倍率性能，具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1、以鉬酸鈉、硫

3、脲分別為鉬源和硫源，經(jīng)過一步水熱法合成了散片狀MoS2。之后選取了檸檬酸、司班20和聚乙二醇4000分別作為表面活性劑，探討不同表面活性劑對MoS2形貌、結(jié)構(gòu)及電化學性能的影響，確定了最佳表面活性劑為聚乙二醇4000。對聚乙二醇含量的影響進行了對比，發(fā)現(xiàn)加入0.3g PEG4000時所合成的樣品形貌最為規(guī)整，特殊的花狀結(jié)構(gòu)增大了電極與電解液中的接觸面積有利于鋰離子的轉(zhuǎn)移，從而提高了可逆容量。
　　2、在合成花狀MoS2的基礎上，利

4、用蔗糖為碳源，通過改變蔗糖的添加量，采用水熱法及高溫炭化處理制備了四種不同含碳量的MoS2/C復合材料。探討了無定形碳含量對MoS2形貌、晶體結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響，與未加碳源的花狀MoS2進行對比，MoS2/C復合材料的循環(huán)性能更穩(wěn)定、倍率性能更優(yōu)異。其中樣品MoS2/C-(1∶2)(碳含量38％)的電化學性能最為優(yōu)異，在100mAg-1的電流密度下循環(huán)80次后容量仍可達到597.7mA h g-1。其原因主要可以歸結(jié)于無定形碳與二硫