VS 2 纳米材料的设计合成和在二次电池中的应用探索

发布时间：2024-04-13 05:20

　　二十一世纪以来,锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)在二次电池中占据着重要的地位。考虑到其高昂的成本和受限的能量密度,后锂离子电池(如碱金属离子电池和锂硫电池等)已被视为下一代大规模储能装置的候选者之一。本论文主要从以下两个方面来展开研究:(1)采用简单的溶剂热法制备了由超薄纳米片组装的分级结构的VS₂(VS₂nanosheet assemblies,VS₂ NSA),并将其用于三种碱金属离子(Li+、Na+和K+)的存储。实验中发现反应溶剂NMP对最终产物形貌的控制非常关键,它具有较低的粘度、较高的沸点以及合适的表面能,能够调控样品的形貌。电化学测试结果显示,VS₂ NSA在三种碱金属离子电池中均表现出了较高的可逆可逆容量、优异的倍率性能和循环性能。我们认为VS₂ NSA出色的性能主要归因于其独特的形貌以及二维结构。首先,分级结构内部大量的空间能够促进传质过程,并且缓冲电池在充放电过程中的体积变化。此外,密度泛函理论(density functi...

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中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钠离子电池
        1.2.1 钠离子电池的基本原理
        1.2.2 钠离子电池正极材料
        1.2.3 钠离子电池负极材料
    1.3 锂硫电池
        1.3.1 锂硫电池的基本原理和面临的挑战
        1.3.2 化学固硫
    1.4 二硫化钒在二次电池中的应用
        1.4.1 二硫化钒的物理特性
        1.4.2 二硫化钒用于碱金属离子电池
        1.4.3 二硫化钒用于锂硫电池
    1.5 研究背景及主要内容
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 主要内容
    1.6 参考文献
第二章 实验方法与仪器
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 材料制备仪器
    2.2 材料的物性表征仪器
        2.2.1 X射线粉末衍射仪
        2.2.2 拉曼光谱仪
        2.2.3 X射线光电子能谱分析仪
        2.2.4 扫描电子显微镜
        2.2.5 透射电子显微镜
        2.2.6 原子力显微镜
    2.3 材料的电化学性能表征
        2.3.1 恒流充放电测试
        2.3.2 循环伏安测试
        2.3.3 活性材料充放电比容量的计算
第三章 分级结构的二硫化钒纳米片组装物用于碱金属离子电池负极
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 VS₂NSA的制备
        3.2.2 VS₂NSA的剥离
        3.2.3 电极的制作
        3.2.4 电池的组装
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 VS₂NSA的合成方法分析
        3.3.2 VS₂NSA的结构分析
        3.3.3 VS₂NSA的形貌分析
        3.3.4 VS₂NSA的电化学性能分析
        3.3.5 VS₂NSA的理论模拟
    3.4 本章小结
    3.5 参考文献
第四章 二硫化钒纳米片作为催化剂用于锂硫电池
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 VS₂NS的制备
        4.2.2 电极的制作
        4.2.3 电解液的配制和锂片的钝化
        4.2.4 电池的组装
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 VS₂NS的合成方法分析
        4.3.2 VS₂NS的结构与形貌分析
        4.3.3 VS₂NS的电化学性能分析
    4.4 本章小结
    4.5 参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 不足与展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的专著和论文
致谢



本文编号：3952541