mos2rgo复合材料制备及na离子电池应用【字数：11894】
目 录
1.绪论 1
1.1 钠离子电池研究背景 1
1.2 钠离子电池的工作原理 1
1.3 钠离子电池的优点及难点 2
1.4 正极材料研究进展 2
1.5 负极材料研究进展 4
1.6 电解液研究进展 5
1.7 本论文研究内容.............................................................................................................5
2. MOS2/RGO复合材料的制备及测试方法 6
2.1 材料的选择 6
2.2 MOS2的制备方法 6
2.3 水热法实验原理 7
2.3.1 水的变化机理 7
2.3.2 形核理论 8
2.4 本实验原料及仪器设备 9
2.5 材料的制备 10
2.5.1 MoS2的制备流程 10
2.5.2 工艺参数对MOS2制备的影响 13
2.5.3 MoS2的表征 14
2.5.4 rGO的制备流程 15
2.5.5 GO、rGO的表征 17
3.电池封装及测试 19
3.1 正电极的制备 19
3.2 电池的封装 2 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072@
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3.3 电池性能测试 22
3.3.1循环曲线 22
3.3.2电池效率 22
3.3.3循环伏安特性曲线 23
3.3.4电池交流阻抗（EIS） 23
3.3.5电池倍率 24
3.3.6电池点灯 24
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1 钠离子电池研究背景
钠离子电池的研究开始于二十世纪七十年代末、八十年代初，几乎与锂离子电池的研究同时进行，但由于锂离子电池电性能的优异而没有得到更为广泛的研究[1]。现如今锂离子电池的快速商业化发展使得本就储量少的锂元素更为稀缺，不能满足商业化需求，价格更为昂贵[2]。而钠元素在地球上储量丰富，和锂元素有类似的化学性能，且钠离子电池有制备成本低、安全性好等优点，未来有望取代锂离子电池获得广泛使用，因此，在近几年又迎来了钠离子电池的研究热潮[3]。目前，针对钠离子电池正负极材料及电解液的研究有很多[4]，正极材料主要有聚阴离子型正极材料、金属化合物、过渡金属磷酸盐、普鲁士蓝类化合物、空心或核壳纳米材料等[5]；负极材料主要有碳基材料、钛基材料、合金类材料、金属化合物材料、非金属单质等[6]；电解液主要有酯类电解液、醚类电解液[7]。钠离子半径较大，充放电过程可能严重影响材料结构，导致容量迅速衰减；动力学过程慢，使得倍率性能较差；这两个因素使钠离子电池正极材料受到制约,可以通过掺杂、包覆等方法对其进行改性[8]。二硫化钼是二维材料，具有较好的储钠能力，但导电性较差，需要通过与导电性良好的石墨烯复合改性。本课题主要进行以MoS2和以MoS2/rGO为正极材料的钠离子电池性能的比对。研究合成工艺参数对MoS2和MoS2/rGO复合材料的电化学性质的影响，探究MoS2/rGO复合材料作为钠离子电极的可行性。
1.2 钠离子电池的工作原理
与锂离子电池相似，在充放电过程中，钠离子电池的正负电极之间有钠离子可逆地穿梭，从而引起电极电势发生变化，以此实现电能的储存和释放，这种储能方式就称为“摇摆式”储能[9]，是一种典型的储能机理。如图11所示，在充电时，钠离子由正极材料晶格中脱嵌，经过电解液嵌入到负极材料晶格中，导致正极的电极电势升高；与此同时，电子通过外电路由正极流向负极，导致负极的电极电势降低。在放电时，钠离子和电子的运动与充电时完全相反[10]。
图11 Na离子电池工作原理示意图
1.3 钠离子电池的优点及难点
在元素周期表中锂元素与钠元素位置相邻、处于同一主族，物理和化学性质非常相似，这使得钠离子电池未来有望取代锂离子电池获得广泛使用。
与锂离子电池相比，钠离子电池有以下优点：
钠元素储量丰富、分布广泛、价格低廉，获取方法简单；
电解质选择范围广，可以使用浓度较低的电解液，降低成本[3]；
钠离子电池没有过放电特性，可以放电至零伏；
虽然钠离子电池有很多优点，有很大的发展和应用前景，但目前仍然有许多难点需要克服：
钠离子半径很大，在储钠材料中移动速度较慢，限制了钠离子电池的倍率性能的提高，影响储钠容量的表达；
钠元素相对原子质量较高，理论上钠离子电池能量密度会因此受到限制；
循环过程中，钠离子电池会出现明显的容量衰减；
锂离子电池的常见的电极材料不能够直接应用于钠离子电池，通常情况下，在同体系电池中，钠离子电池要比锂离子电池的能量密度更低；
鉴于钠离子电池的这些问题，研究合适的电极材料是对钠离子电池的一个重要研究方向。
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/qcgc/467983.html
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