類石墨烯型MoS2及MoS2-C材料的合成及電化學(xué)性能研究.pdf

1、二硫化鉬(MoS2)是一種典型的層狀化合物，可與Li+或Na+發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，具有較高的理論比容量，且來源廣泛，環(huán)境友好，是一種有潛力的鋰離子和鈉離子電池負(fù)極材料。但MoS2存在容量衰減較快，倍率性能差等問題，且其充放電機(jī)理也存在較多爭議。近來研究表明類石墨烯型MoS2(graphene-likeMoS2，GL-MoS2)能有效改善上述問題。因此本文擬通過水熱法制備GL-MoS2及其與碳的復(fù)合材料(GL-MoS2/C)，改善MoS2作為

2、鋰離子電池負(fù)極材料的性能，并對其充放電機(jī)理進(jìn)行研究。同時，還對GL-MoS2作為鈉離子電池負(fù)極材料的性能進(jìn)行了研究。具體內(nèi)容如下:
　　1、以抗壞血酸為碳源，采用水熱法制備了不同碳含量的GL-MoS2/C復(fù)合材料。通過XRD、TG、SEM、HRTEM、BET表征了材料的結(jié)構(gòu)、組成和形貌，并通過充放電、CV、EIS等方法測試了材料的電化學(xué)性能。在100 mA/g的電流密度下，0.01 V～2.8 V之間進(jìn)行充放電測試，碳含量為11.

3、5 wt％的GL-MoS2/C復(fù)合材料表現(xiàn)出最優(yōu)的電化學(xué)性能:首次放電比容量為1106mAh/g，100次循環(huán)后比容量仍可維持在880mAh/g，在1000mA/g的電流密度下可逆容量仍能保持在660 mAh/g，循環(huán)性能及倍率性能均得到提高。綜合分析表明，增大層間距、納米化以及導(dǎo)電性提高是改善MoS2電化學(xué)性能的主要原因。對GL-MoS2的充放電機(jī)理研究表明，首次放電至0.01 V后形成Li2S和單質(zhì)Mo，之后的充放電過程傾向于Li2

4、S和單質(zhì)S之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，而非MoS2與Mo之間的轉(zhuǎn)化。
　　2、分別以GL-MoS2和商業(yè)化MoS2作為活性物質(zhì)組裝鈉離子電池，在0.1V～3.0 V電壓范圍內(nèi)，200mA/g電流密度下充放電，商業(yè)化MoS2循環(huán)40周后比容量只剩余約20 mAh/g，而GL-MoS2循環(huán)325周后比容量仍剩余約250mAh/g，容量保持率為60％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明GL-MoS2的納米化和層間距的增大，能有效降低Na+的嵌入能壘，并提高嵌鈉容量，進(jìn)而