金屬硫化物NiS的合成及其嵌脫鋰性能研究.pdf

1、作為電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，鋰離子電池因比能量高、綠色無(wú)污染、安全性好等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。而正極材料是限制其能量密度提高的主要因素，因此發(fā)展高比容量的金屬硫化物正極材料是研發(fā)高能量密度鋰離子電池的重要方向之一。
　　金屬硫化物中，鎳與硫可以形成多種形式的鎳硫化合物，硫化鎳NiS具有較高的脫嵌鋰容量，其理論比容量可達(dá)到590mAh/g，作為鋰離子電池正極材料顯示出極大的應(yīng)用潛力。NiS具有六方晶系α-NiS和三方晶系β-NiS，其不同的晶體

2、結(jié)構(gòu)和形貌直接影響NiS的脫嵌鋰性能，因此本文主要采用濕化學(xué)法控制合成不同晶型和形貌的納米NiS粉末，研究其脫嵌鋰性能。通過(guò)研究，獲得結(jié)果如下:
　　1.采用水熱法，以乙酸鎳和硫脲為原料（摩爾比為1∶3），在160℃、24h的條件下合成具有穩(wěn)定疊片花狀納米形態(tài)的β-NiS。隨反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)增加，產(chǎn)物形貌由塊狀機(jī)體分散為細(xì)小晶須，隨后以納米片的形式團(tuán)聚，片層狀生長(zhǎng)為疊片花形;晶體結(jié)構(gòu)則由NiS2逐步向β-NiS和α-NiS轉(zhuǎn)化并最終完全轉(zhuǎn)

3、變?yōu)棣?NiS，其實(shí)質(zhì)是由初始形成的NiS2晶體引發(fā)納米片的成核和競(jìng)爭(zhēng)自組裝形成花狀結(jié)構(gòu)。首次放電比容量可達(dá)573.3mAh/g。
　　2.溶劑熱法以乙酸鎳和硫脲為原料（摩爾比小于1），無(wú)水乙醇為溶劑在200℃、24h的實(shí)驗(yàn)條件下可以合成微球型α-NiS，首次放電比容量達(dá)到427.5mAh/g。通過(guò)調(diào)整乙酸鎳與硫脲的摩爾比代替表面活性劑丙烯酰胺調(diào)控硫化鎳的物相組成。摩爾比大于1時(shí)，更傾向于生成β-NiS與Ni3S4，隨摩爾比的減小