二硫化物-碳復(fù)合材料合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、開發(fā)低成本、環(huán)境友好、比容量高的鋰離子電池正負(fù)極材料是促進(jìn)清潔能源商業(yè)化應(yīng)用的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。目前商用化石墨負(fù)極材料具有過充穩(wěn)定性差，比容量低，安全性差等缺點(diǎn)，而正極則有振實(shí)密度低、倍率性能差等缺點(diǎn)。本文通過二硫化物(FeS2、MoS2)與碳的復(fù)合，結(jié)合了金屬二硫化物材料高理論容量和碳材料高導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)，制備出具有優(yōu)異電化學(xué)性能的鋰電池正負(fù)極材料。主要內(nèi)容如下：
　　1)以棉T恤作為碳源及生物模板，成功制備了二硫化鐵/硫摻雜碳（F

2、eS2@S-C）復(fù)合材料，探討了不同F(xiàn)e離子濃度下對復(fù)相材料的結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能的影響。研究表明，在0.2M FeSO4濃度下制備得到的復(fù)合材料具有最均一的顆粒分布和最小的顆粒尺寸，并且具有較好的電化學(xué)性能。在0.1A g-1的電流密度下，100次循環(huán)后仍能保持689mAh g-1。即使在2A g-1高倍率下，復(fù)合材料比容量仍在400mAh g-1以上，顯示出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。
　　2)以Hummers法制備了氧化石墨烯(

3、GO)，然后和鉬酸銨、硫代乙酰胺等前驅(qū)體進(jìn)行水熱，再用高溫處理合成了MoS2/GO復(fù)合材料。通過添加不同含量的前驅(qū)體制備了不同比例MoS2/GO的復(fù)合材料，探討了不同微結(jié)構(gòu)對其電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)MoS2與GO摩爾比為1：1時，表現(xiàn)出疏松的三維絮狀結(jié)構(gòu)且電化學(xué)性能優(yōu)于其他兩者。該材料在0.1A g-1電流密度下，50次循環(huán)后放電比容量仍有879mAh g-1，容量基本沒有衰減。在2A g-1的高電流密度下還能保持530mA

4、h g-1，當(dāng)電流密度從2A g-1恢復(fù)到0.1A g-1，循環(huán)容量能恢復(fù)到0.1A g-1時的循環(huán)容量，表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。
　　3)將制備1:1比例MoS2/GO與硫復(fù)合，研究了二硫化鉬/石墨烯/硫復(fù)合材料(MG1@S)作為鋰硫電池正極的電化學(xué)性能。相比于純硫，MG1@S的電化學(xué)循環(huán)性能得到了極大的改善。經(jīng)過50次循環(huán)，放電比容量和充電比容量分別為534.1，535.5mAh g-1，庫倫效率接近100％。與第二次循環(huán)容量（