本文主要研究内容
作者丁照广（2019）在《钒基硫化物电极材料制备及其电化学性能研究》一文中研究指出：作为锂离子电池电极材料中的一类,过渡金属硫化物具有高理论比容量和良好电化学活性而备受关注。此外过渡金属硫化物还具有储量丰富,成本低、离子扩散速度快等优点。但由于硫化物电极材料在循环过程中存在体积膨胀,倍率性能差等问题,在实际应用前还需进一步研究。本文主要以嵌入反应机制的二硫化钒（VS2）和转化反应机制的四硫化钒（VS4）为研究对象,通过锂离子电池的电化学性能的测试,获得VS2与包覆层导电聚合物PEDOT-PSS的最佳比例,确定具有最优电化学性能的VS4合成方案。具体研究内容如下:（1）通过溶剂热法合成了纳米片状VS2,并利用PEDOT-PSS对其表面进行了包覆。电池充放电性能测试表明:PEDOT-PSS包覆可明显提高锂离子电池的循环稳定性。这表明,高导电PEDOT-PSS包覆不会破坏材料原有片状结构,在提供电子快速传输通道的同时,其高延展性也缓解了Li+嵌入/脱出带来的体积变化。在此基础上,对三种包覆比,10VS2@PEDOT-PSS、5VS2@PEDOT-PSS和1VS2@PEDOT-PSS,复合结构组装的锂离子电池进行了性能优化。结果表明:5VS2@PEDOT-PSS具有最佳的循环性能和倍率性能,相应的电荷转移阻抗也最低。在0.1 A g-1的充放电电流密度下循环100周期后,5VS2@PEDOT-PSS仍有569.0 mAh g-1的可逆容量。即使电流密度增加到2 A g-1,在1000次循环后5VS2@PEDOT-PSS的可逆容量仍有186.8 mAh g-1。综合结果表明:利用纳米片有利于离子转移特性,以及导电包覆层对纳米结构的保护,二者的协同作用能有效抑制VS2纳米片在循环过程中体积膨胀,从而有效缓解锂离子电池的容量衰减问题。（2）分别以正钒酸钠和硫代乙酰胺为钒源和硫源,在溶剂热反应中通过调整十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）加入量分别生成高结晶性hc-VS4和低结晶性lc-VS4。结构观察表明:hc-VS4具有纳米花状结构,而lc-VS4则呈现出空心球状。通过比面积测试发现:纳米花状hc-VS4具有更高的比表面积。电化学性能测试结果表明:hc-VS4具有更好的循环性能和倍率性能,相应的电化学阻抗也最低。在电流密度为0.1 A g-1下循环100周期后,hc-VS4展示了554.2 mAh g-1的可逆比容量,在电流密度0.5 A g-1时循环1000周期后,hc-VS4仍然展现出381.9 mAh g-1的可逆容量。这可归因于纳米花状的hc-VS4可增大与电解质的接触面积,通过可变的自由空间和快速电子传输通道,有效降低Li+嵌入/脱出过程中的体积变化。对比本文中两种钒基硫化物材料:虽然嵌入反应的VS2的理论比容量较低。但在循环过程中VS2的体积变化比VS4较弱,通过简单的包覆改性即可实现循环性能的明显提高。VS4材料在初始循环中存在容量快速衰减,以至实际可逆容量较低。但由于VS4远高于VS2的理论比容量,可通过合理的形貌设计,并结合相应的高导电性材料包覆,其循环稳定性有望得到大幅提升。
Abstract
zuo wei li li zi dian chi dian ji cai liao zhong de yi lei ,guo du jin shu liu hua wu ju you gao li lun bi rong liang he liang hao dian hua xue huo xing er bei shou guan zhu 。ci wai guo du jin shu liu hua wu hai ju you chu liang feng fu ,cheng ben di 、li zi kuo san su du kuai deng you dian 。dan you yu liu hua wu dian ji cai liao zai xun huan guo cheng zhong cun zai ti ji peng zhang ,bei lv xing neng cha deng wen ti ,zai shi ji ying yong qian hai xu jin yi bu yan jiu 。ben wen zhu yao yi qian ru fan ying ji zhi de er liu hua fan （VS2）he zhuai hua fan ying ji zhi de si liu hua fan （VS4）wei yan jiu dui xiang ,tong guo li li zi dian chi de dian hua xue xing neng de ce shi ,huo de VS2yu bao fu ceng dao dian ju ge wu PEDOT-PSSde zui jia bi li ,que ding ju you zui you dian hua xue xing neng de VS4ge cheng fang an 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :（1）tong guo rong ji re fa ge cheng le na mi pian zhuang VS2,bing li yong PEDOT-PSSdui ji biao mian jin hang le bao fu 。dian chi chong fang dian xing neng ce shi biao ming :PEDOT-PSSbao fu ke ming xian di gao li li zi dian chi de xun huan wen ding xing 。zhe biao ming ,gao dao dian PEDOT-PSSbao fu bu hui po huai cai liao yuan you pian zhuang jie gou ,zai di gong dian zi kuai su chuan shu tong dao de tong shi ,ji gao yan zhan xing ye huan jie le Li+qian ru /tuo chu dai lai de ti ji bian hua 。zai ci ji chu shang ,dui san chong bao fu bi ,10VS2@PEDOT-PSS、5VS2@PEDOT-PSShe 1VS2@PEDOT-PSS,fu ge jie gou zu zhuang de li li zi dian chi jin hang le xing neng you hua 。jie guo biao ming :5VS2@PEDOT-PSSju you zui jia de xun huan xing neng he bei lv xing neng ,xiang ying de dian he zhuai yi zu kang ye zui di 。zai 0.1 A g-1de chong fang dian dian liu mi du xia xun huan 100zhou ji hou ,5VS2@PEDOT-PSSreng you 569.0 mAh g-1de ke ni rong liang 。ji shi dian liu mi du zeng jia dao 2 A g-1,zai 1000ci xun huan hou 5VS2@PEDOT-PSSde ke ni rong liang reng you 186.8 mAh g-1。zeng ge jie guo biao ming :li yong na mi pian you li yu li zi zhuai yi te xing ,yi ji dao dian bao fu ceng dui na mi jie gou de bao hu ,er zhe de xie tong zuo yong neng you xiao yi zhi VS2na mi pian zai xun huan guo cheng zhong ti ji peng zhang ,cong er you xiao huan jie li li zi dian chi de rong liang cui jian wen ti 。（2）fen bie yi zheng fan suan na he liu dai yi xian an wei fan yuan he liu yuan ,zai rong ji re fan ying zhong tong guo diao zheng shi liu wan ji san jia ji xiu hua an （CTAB）jia ru liang fen bie sheng cheng gao jie jing xing hc-VS4he di jie jing xing lc-VS4。jie gou guan cha biao ming :hc-VS4ju you na mi hua zhuang jie gou ,er lc-VS4ze cheng xian chu kong xin qiu zhuang 。tong guo bi mian ji ce shi fa xian :na mi hua zhuang hc-VS4ju you geng gao de bi biao mian ji 。dian hua xue xing neng ce shi jie guo biao ming :hc-VS4ju you geng hao de xun huan xing neng he bei lv xing neng ,xiang ying de dian hua xue zu kang ye zui di 。zai dian liu mi du wei 0.1 A g-1xia xun huan 100zhou ji hou ,hc-VS4zhan shi le 554.2 mAh g-1de ke ni bi rong liang ,zai dian liu mi du 0.5 A g-1shi xun huan 1000zhou ji hou ,hc-VS4reng ran zhan xian chu 381.9 mAh g-1de ke ni rong liang 。zhe ke gui yin yu na mi hua zhuang de hc-VS4ke zeng da yu dian jie zhi de jie chu mian ji ,tong guo ke bian de zi you kong jian he kuai su dian zi chuan shu tong dao ,you xiao jiang di Li+qian ru /tuo chu guo cheng zhong de ti ji bian hua 。dui bi ben wen zhong liang chong fan ji liu hua wu cai liao :sui ran qian ru fan ying de VS2de li lun bi rong liang jiao di 。dan zai xun huan guo cheng zhong VS2de ti ji bian hua bi VS4jiao ruo ,tong guo jian chan de bao fu gai xing ji ke shi xian xun huan xing neng de ming xian di gao 。VS4cai liao zai chu shi xun huan zhong cun zai rong liang kuai su cui jian ,yi zhi shi ji ke ni rong liang jiao di 。dan you yu VS4yuan gao yu VS2de li lun bi rong liang ,ke tong guo ge li de xing mao she ji ,bing jie ge xiang ying de gao dao dian xing cai liao bao fu ,ji xun huan wen ding xing you wang de dao da fu di sheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的丁照广，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于锂离子电池论文,过渡金属硫化物论文,导电聚合物包覆论文,电化学性能论文,二硫化钒论文,四硫化钒论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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