过渡金属氧化物及硫化物/异质掺杂碳复合材料的设计,制备与电化学性能研究

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wfljk
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重,具有能量密度高、循环寿命长、环境友好等优点的锂离子电池逐渐成为新宠。但商用石墨负极由于理论容量低,已无法满足锂/钠离子电池更进一步的发展,金属氧化物/硫化物因为理论容量高、成本低被认为是一种潜在石墨替代材料,然而导电率低,循环过程中体积变化大阻碍了其实际应用。本文通过利用碳化后的导电高分子材料与金属氧化物/硫化物复合,使其电化学性能得到了提升。本论文的主要内容和结果有:(1)氮、硫共掺碳包覆硫化亚铜复合材料(Cu2S@NSCm):以硝酸铜和硫脲为原料,通过水热、原位聚合、高温煅烧处理获得的N,S共掺碳包覆的Cu2S复合材料。当其被用作锂离子电池负极材料时,在200 mA g-1和1000 mA g-1电流密度下循环获得的可逆放电容量分别为790.8 mAh g-1和560.1 mAh g-1,对应容量保持率为88.4%和99%。在钠离子电池测试中,50次循环后,可以获得182.3mAh g-1的可逆容量。这些性能都明显优于单纯的Cu2S材料,Cu2S@NSCm表现出优异电化学性能的原因可归因于其双掺杂的作用,更有利于锂离子嵌入/脱出,碳包覆的结构不仅能提高复合材料的电子导电性,同时也缓解了循环过程中的体积膨胀。(2)氮掺杂碳包覆四氧化三铁复合材料(Fe3O4@NCm):以氯化铁和氢氧化钠为原料经水热法、原位聚合、高温煅烧获得碳包覆Fe3O4复合材料,并研究了不同碳含量对性能的影响。通过各种电化学测试方法分析,Fe3O4@NCm-60表现出更优异的电化学性能。在常温1000 mA g-1电流密度下循环500周,Fe3O4@NCm-60的可逆容量为950 mAh g-1,在低温1000 mA g-1的电流密度下循环900周,Fe3O4@NCm-60依然可以获得760 mAh g-1的可逆容量,性能优于Fe3O4@NCm-0/30/90。材料表现优异电化学性能的原因除了氮掺杂碳包覆的结构提高导电性和缓冲体积变化外,材料自身表现的赝电容特性也可以使其在低温下依然保持良好的性能。(3)氮掺杂碳包覆多孔四氧化三铁@石墨烯复合材料(Fe3O4@NC@rGO):以氯化铁和氢氧化钠为原料通过水热、原位聚合、高温煅烧处理获得Fe3O4@NC@rGO复合材料,电化学测试结果表明,Fe3O4@NC@rGO具有优异的储锂/储钠性能,当其被用作锂离子电池负极时,在电流密度为200 mA g-1下循环100周,获得的容量为1571 mAh g-1;当作为钠离子电池负极材料时,在电流密度为50 mA g-1循环100周,获得的可逆容量为270 mAh g-1,要优于单纯的Fe3O4,归因于其氮掺杂碳包覆的结构以及碳包覆和石墨烯复合的协同作用。
其他文献
目的研究应用低位小切口甲状腺切除手术治疗甲状腺结节的临床效果。方法选取长葛市中医院2010年1月至2014年12月收治的120例甲状腺结节患者,随机分为对照组和观察组,各60例,
<正>随着我国新课程标准的推进,广大一线语文教师在教学过程中更加重视学生的语文素质培养。小学是学生语文基础的建立阶段,语文教师在教学中应采取有效的教学方法,使"语文味
贫困大学生作为高校特殊的群体,一直是教育研究者所关注的对象,贫困大学生在我国数量较大,其中较多存在自信心缺乏的问题,且自信心缺失是贫困大学生的主要心理问题,而自信心的缺乏会带来自我评价降低、消极、回避、敏感等一系列心理表现,严重者甚至会影响其完成学业和人格的健康发展。因此,有必要对贫困大学生群体自信心水平进行调查,并制定相关方案改善其自信心水平。本研究包括两部分,研究一结合前人研究,采用《青年学生
大数据时代,随着网络社会的形成和信息化技术的迅猛发展,来自技术进步和权力扩张两方面的挑战或将导致个人信息权面临无法存在的风险,故而对个人信息权的保护也提出了新的要求。但我国在个人信息权的保护方面却不容乐观,保护机制亟待完善。2017年10月1日起施行的《民法总则》虽然确认了个人信息保护的民事法律地位,但没有将个人信息权作为一项权利类型加以确认,对其概念界定和保护规定仍不够明确、具体、详实。作为特殊
<正>从供需两端加大结构性改革的力度,一方面需要深化供给侧改革,以创新供给带动需求扩展,另一方面需要拉动消费潜力,以有效需求倒逼供给升级。金融支持作为推动消费的重要手
目的分析成人先天性肺囊肿的临床病理特征,诊断及鉴别诊断。方法结合文献对1例少见的成人先天性肺囊肿进行临床、病理形态研究。结果巨检肺组织表面有多个大小不等的囊肿,镜
<正>武汉市的刘女士今年36岁,儿子读初二。刘女士想趁着还年轻生二胎,结果遭到儿子的强烈反对,并以不参加中考作威胁。上周六,妈妈担心影响儿子的情绪和学习,只有忍痛打掉肚
期刊
<正>横向垄断协议的形式横向垄断协议又称卡特尔,是指两个或两个以上在生产或者销售过程中处于同一阶段的经营者之间,以协议、决议或者其它形式,为了达到排除或者限制竞争、
<正>家校沟通是中小学生健康成长的重要一环。过去主要靠开家长会和教师家访。现在,在智能手机和专用APP的帮助下,家校沟通变得更容易,也更频繁了。收费的家校通软件正在遭受
亨廷顿最早提出了"政治衰败"这一概念,福山进一步拓展和丰富了其理论内涵。政治衰败即政治制度与社会经济发展状况之间发生显著的不适应、不协调和不匹配现象。与文明衰败不