全固態(tài)鋰電池用MxSy(M=Mo、Ni)電極材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、碳負(fù)極材料因其自身有限的放電容量，很難滿(mǎn)足未來(lái)鋰離子電池的發(fā)展要求，而新型的過(guò)渡金屬硫化物在放電容量、能量密度方面都有優(yōu)勢(shì)，逐步受到研究人員的廣泛關(guān)注。本文以二硫化鉬（MoS2）、硫化鎳（NiS）為研究對(duì)象，采用水熱法和溶劑熱法合成材料，利用X射線(xiàn)衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡表征材料的物相及形貌，利用循環(huán)伏安測(cè)試、交流阻抗測(cè)試、恒電流充放電測(cè)試表征材料在鋰離子電池及全固態(tài)鋰電池中的電化學(xué)性能，得到的結(jié)果如下：
　　(1)

2、采用水熱法制備由MoS2納米片組成的花狀結(jié)構(gòu)材料，其層間距從0.63 nm到0.70 nm可控，探索層間距對(duì)MoS2在鋰離子電池中電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：200oC下合成的層間距為0.65nm的MoS2表現(xiàn)最好的電化學(xué)性能，此時(shí)材料具有高的結(jié)晶度以及適中的比表面積、納米片層厚度和缺陷數(shù)量。在0.1A·g-1電流密度下循環(huán)50次后放電容量還有814 mAh·g-1，在1A·g-1,2 A·g-1電流密度下放電容量分別為651.7mAh

3、·g-1，551.2 mAh·g-1。
　　(2)采用添加草酸的方式對(duì)MoS2水熱合成方法進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)果表明：合成的MoS2納米片層變薄，片層間隙變多，在鋰離子電池中的電化學(xué)性能有明顯提升。在0.1A·g-1電流密度下循環(huán)50次后還有987 mAh·g-1的放電比容量，在1.0A·g-1，2.0A·g-1電流密度下，放電容量分別為811mAh·g-1，693.4 mAh·g-1。而用水熱法將MoS2與CNTs復(fù)合的方法同樣可以明顯

4、改善其在鋰離子電池中的電化學(xué)性能。
　　(3)探索PVDF、CMC、PAA三種電極粘結(jié)劑對(duì)MoS2在鋰離子電池中電化學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：采用 PAA制備的MoS2電極在0.1A·g-1的電流密度下循環(huán)50次后仍有989.7mAh·g-1的放電容量，在1.0 A·g-1，2.0 A·g-1電流密度下，放電容量分別為819.6 mAh·g-1，759.6 mAh·g-1，其電化學(xué)性能最好。
　　(4)初步研究以MoS2、Li

5、10GeP2S12為電極材料和固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池的電化學(xué)性能。結(jié)果表明：在0.1 mA電流下，其首次放電容量為305.3mAh·g-1，循環(huán)10次后容量只剩下27.3 mAh·g-1。對(duì)材料高溫退火后，電化學(xué)性能并沒(méi)有明顯改善。
　　(5)初步研究以納米棒狀 N i S、Li10GeP2S12為電極材料和固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池的電化學(xué)性能。結(jié)果表明：其在0.1mA電流下充放電循環(huán)5次后，充放電比容量保持在350 mAh·g