半導(dǎo)體碳復(fù)合材料的儲鋰（鈉）性能研究.pdf

1、“能源危機(jī)”與“環(huán)境污染”是目前人類面對的兩大挑戰(zhàn)。為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求，改善日益惡化的環(huán)境現(xiàn)狀，開發(fā)高能量、無污染、資源豐富的新能源成為人類的首要問題。鋰離子二次電池和鈉離子二次電池作為高效的綠色清潔能源，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和高能量密度等優(yōu)點，因此逐漸成為替代傳統(tǒng)能源的可靠選擇。作為鋰離子電池傳統(tǒng)的負(fù)極材料，石墨存在著許多問題，如理論容量低、不安全等。而且較小的石墨層間距并不適于做鈉離子電池負(fù)極材料。因此，開發(fā)循環(huán)壽命長、

2、理論容量高、安全性能好的負(fù)極材料成為了目前的研究熱點。近年來，半導(dǎo)體材料作為鋰離子電池和鈉離子電池負(fù)極，受到了人們的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控制備出特殊形貌的納米材料，可以有效地提高其電化學(xué)性能，若將半導(dǎo)體材料與碳復(fù)合，形成半導(dǎo)體碳復(fù)合材料，則可以大大改善半導(dǎo)體電導(dǎo)率差的問題，并能夠緩解材料在充放電過程中的體積膨脹，從而使材料的電化學(xué)穩(wěn)定性及安全性得到提高。本文采用三種不同的方法，分別對TiO2、MoS2和MoO2三種半導(dǎo)體材料進(jìn)行碳

3、復(fù)合處理，并將其作為鋰離子電池或鈉離子電池的負(fù)極材料，探究其電化學(xué)性能。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　(1)論文第二章介紹了TiO2及TiO2@C納米片的合成、結(jié)構(gòu)，及其作為鋰電負(fù)極活性材料的電化學(xué)性能。測試結(jié)果表明，TiO2材料為粒徑約40 nm、形貌均一、分散性良好的納米片，碳包覆未改變其形貌和分散性。性能測試表明，碳包覆提高了TiO2材料的比容量以及倍率性能，表現(xiàn)出了良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
　　(2)論文第三章，我

4、們利用特殊沸石咪唑骨架結(jié)構(gòu)N摻雜C材料，再經(jīng)過簡單的水熱法制備了花狀C/MoS2復(fù)合材料。測試結(jié)果表明，與純MoS2和N摻雜C材料相比，C/MoS2復(fù)合材料的首次比容量高達(dá)611 mAh g-1，并表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　(3)論文第四章中，我們利用簡單的研磨并退火的方法，制備出花狀C/MoO2復(fù)合材料。此外，通過減少摻碳量，制備了C/MoO2納米顆粒復(fù)合材料。結(jié)果表明，當(dāng)摻碳量減少時，電化學(xué)性能下降，花狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料表