本文主要研究内容
作者林维捐（2019）在《多级孔碳基金属硫化物复合材料的制备及其在锂硫电池正极材料中的应用》一文中研究指出：锂硫电池具有突出的理论比能量和成本优势,被认为是新一代最具潜力的储能系统之一。然而,单质硫及其放电产物固有的绝缘特性、充放电过程中的体积效应和“穿梭效应”以及中间多硫化物的缓慢的氧化还原动力等问题严重阻碍了锂硫电池的实际应用。针对以上科学问题,本文结合非极性碳材料和极性化合物以及中空多级孔结构各自的优势,合理设计出优异的硫正极宿主材料,以提高锂硫电池的电化学性能。具体研究内容及结果如下:(1)三维杂化Co9S8@N-CHS空心球的结构设计及其电化学性能研究。以自制二氧化硅(SiO2)纳米球为模板,首先通过水热法将钴-硅酸盐(Co-silicate)包覆在二氧化硅表面,然后通过调控碳源前驱体-聚苯并恶嗪与造孔剂-二氧化硅的比例得到Si02@Co-silicate@resorcinol微球,最后经高温碳化以及硫化热蚀得到三维杂化材料Co9S8@N-CHS空心球。在该结构中,Co9S8纳米颗粒镶嵌在碳空心球表面,协同丰富的多级孔结构形成了有效的限域空间,并阐明了该复合材料在锂硫电池正极材料中的增强机制。对比S/AC、S/N-CHS,S/Co9S8@N-CHS电极表现出更加优异的倍率特性和循环性能。在0.2 C(1 C=1675 mA.g-1)的电流密度下,S/Co9S8@N-CHS电极的初始放电比容量高达1363 mAhg-1;当电流密度增大到1C时,循环1000次后仍保持有660 mAh·g-1,平均每圈衰减0.027%,且库伦效率均在99%以上。通过与电化学预锂化得到的CuO基负极匹配,组装S/Co9S8@N-CHS-CuO-Li锂硫全电池测试,结果表明其具有良好的循环性能。在0.5 C下循环100圈后,比容量仍能持持460 mAh.g-1,其库伦效率为97%。(2)具有异质结构的Co9S8-NSC@MoS2纳米盒的结构设计及其电化学性能研究。以ZIF-67为前驱体、葡萄糖为碳源、钼酸钠为钼源,一锅法水热反应得到CoMo-MOF前驱体,然后经过高温热处理得到具有异质结构的Co9S8-NSC@MoS2纳米盒,并考察了不同热处理温度对Co9S8-NSC@MoS2复合材料结构形貌的影响。当热处理温度为600 ℃时,所得到的Co9S8-NSC@MoS2复合材料结构、形貌较佳,且整体保持着原有的MOF结构,表层纳米片清晰可见。当用做硫正极宿主材料时,S/Co9S8-NSC@MoS2电极表现出良好的放电比容量以及出色的循环寿命和倍率特性。在0.2 C下循环200圈后,其比容量保持在567 mAh.g-1;在1C下循环1000圈后仍能保持360 mAh·g-1的比容量,且充放电效率平均在98%以上。更重要的是,当含硫量高达2.5 mg.cm-2时,S/Co9S8-NSC@MoS2电极仍能保持着较好的比容量和循环性能。在0.5 C的电流密度下,其首圈放电比容量为536 mAh.g-1;当电流密度增大到1 C时,循环200次后仍保持有270 mAh·g-1,平均每圈衰减0.033%,这有助于推动锂硫电池在智能电网以及电动汽车等相关领域的实际应用。
Abstract
li liu dian chi ju you tu chu de li lun bi neng liang he cheng ben you shi ,bei ren wei shi xin yi dai zui ju qian li de chu neng ji tong zhi yi 。ran er ,chan zhi liu ji ji fang dian chan wu gu you de jue yuan te xing 、chong fang dian guo cheng zhong de ti ji xiao ying he “chuan suo xiao ying ”yi ji zhong jian duo liu hua wu de huan man de yang hua hai yuan dong li deng wen ti yan chong zu ai le li liu dian chi de shi ji ying yong 。zhen dui yi shang ke xue wen ti ,ben wen jie ge fei ji xing tan cai liao he ji xing hua ge wu yi ji zhong kong duo ji kong jie gou ge zi de you shi ,ge li she ji chu you yi de liu zheng ji su zhu cai liao ,yi di gao li liu dian chi de dian hua xue xing neng 。ju ti yan jiu nei rong ji jie guo ru xia :(1)san wei za hua Co9S8@N-CHSkong xin qiu de jie gou she ji ji ji dian hua xue xing neng yan jiu 。yi zi zhi er yang hua gui (SiO2)na mi qiu wei mo ban ,shou xian tong guo shui re fa jiang gu -gui suan yan (Co-silicate)bao fu zai er yang hua gui biao mian ,ran hou tong guo diao kong tan yuan qian qu ti -ju ben bing e qin yu zao kong ji -er yang hua gui de bi li de dao Si02@Co-silicate@resorcinolwei qiu ,zui hou jing gao wen tan hua yi ji liu hua re shi de dao san wei za hua cai liao Co9S8@N-CHSkong xin qiu 。zai gai jie gou zhong ,Co9S8na mi ke li rang qian zai tan kong xin qiu biao mian ,xie tong feng fu de duo ji kong jie gou xing cheng le you xiao de xian yu kong jian ,bing chan ming le gai fu ge cai liao zai li liu dian chi zheng ji cai liao zhong de zeng jiang ji zhi 。dui bi S/AC、S/N-CHS,S/Co9S8@N-CHSdian ji biao xian chu geng jia you yi de bei lv te xing he xun huan xing neng 。zai 0.2 C(1 C=1675 mA.g-1)de dian liu mi du xia ,S/Co9S8@N-CHSdian ji de chu shi fang dian bi rong liang gao da 1363 mAhg-1;dang dian liu mi du zeng da dao 1Cshi ,xun huan 1000ci hou reng bao chi you 660 mAh·g-1,ping jun mei juan cui jian 0.027%,ju ku lun xiao lv jun zai 99%yi shang 。tong guo yu dian hua xue yu li hua de dao de CuOji fu ji pi pei ,zu zhuang S/Co9S8@N-CHS-CuO-Lili liu quan dian chi ce shi ,jie guo biao ming ji ju you liang hao de xun huan xing neng 。zai 0.5 Cxia xun huan 100juan hou ,bi rong liang reng neng chi chi 460 mAh.g-1,ji ku lun xiao lv wei 97%。(2)ju you yi zhi jie gou de Co9S8-NSC@MoS2na mi he de jie gou she ji ji ji dian hua xue xing neng yan jiu 。yi ZIF-67wei qian qu ti 、pu tao tang wei tan yuan 、mu suan na wei mu yuan ,yi guo fa shui re fan ying de dao CoMo-MOFqian qu ti ,ran hou jing guo gao wen re chu li de dao ju you yi zhi jie gou de Co9S8-NSC@MoS2na mi he ,bing kao cha le bu tong re chu li wen du dui Co9S8-NSC@MoS2fu ge cai liao jie gou xing mao de ying xiang 。dang re chu li wen du wei 600 ℃shi ,suo de dao de Co9S8-NSC@MoS2fu ge cai liao jie gou 、xing mao jiao jia ,ju zheng ti bao chi zhao yuan you de MOFjie gou ,biao ceng na mi pian qing xi ke jian 。dang yong zuo liu zheng ji su zhu cai liao shi ,S/Co9S8-NSC@MoS2dian ji biao xian chu liang hao de fang dian bi rong liang yi ji chu se de xun huan shou ming he bei lv te xing 。zai 0.2 Cxia xun huan 200juan hou ,ji bi rong liang bao chi zai 567 mAh.g-1;zai 1Cxia xun huan 1000juan hou reng neng bao chi 360 mAh·g-1de bi rong liang ,ju chong fang dian xiao lv ping jun zai 98%yi shang 。geng chong yao de shi ,dang han liu liang gao da 2.5 mg.cm-2shi ,S/Co9S8-NSC@MoS2dian ji reng neng bao chi zhao jiao hao de bi rong liang he xun huan xing neng 。zai 0.5 Cde dian liu mi du xia ,ji shou juan fang dian bi rong liang wei 536 mAh.g-1;dang dian liu mi du zeng da dao 1 Cshi ,xun huan 200ci hou reng bao chi you 270 mAh·g-1,ping jun mei juan cui jian 0.033%,zhe you zhu yu tui dong li liu dian chi zai zhi neng dian wang yi ji dian dong qi che deng xiang guan ling yu de shi ji ying yong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自广西大学的林维捐，发表于刊物广西大学2019-10-14论文，是一篇关于锂硫电池论文,非极性碳论文,金属硫化物论文,中空多级孔结构论文,循环寿命论文,广西大学2019-10-14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，资料来自广西大学2019-10-14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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