過渡金屬硫族化合物的制備及儲鋰性能研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石能源的消耗和對環(huán)境要求的日益增加，高效、綠色、經濟的鋰離子電池已經成功地應用在生產、生活當中。負極作為鋰離子電池的重要組成部分，對鋰電的性能發(fā)揮著舉足輕重的作用，然而，石墨存在比容量較低等問題，故尋求一種高比容量、循環(huán)壽命長的負極材料很有必要。過渡金屬硫族化合物由于具有較高的理論比容量，成為一種比較有前景的負極材料，然而，單一的硫族化合物仍然存在一些缺點，比如循環(huán)壽命短、體積膨脹現(xiàn)象嚴重等;通過引入碳材料或對其進行金屬或非金

2、屬的摻雜是一種有效的解決方法。水滑石作為一種層板金屬離子種類可調、比例可調的層狀功能材料，在諸多領域取得了突飛猛進的發(fā)展。本文采用高溫熱解法處理水滑石類化合物前驅體，成功制備出三種鋰電負極材料[Co6.75Fe2.2.5S8/NSAC,Co6.5Fe2.5S8/NSAC, Co0.75Fe0.25(S0.2Se0.8)2]，具有長的循環(huán)壽命、高的比容量。論文的主要內容和創(chuàng)新點如下:
　　(1) Co6.75Fe2.2.5S8/NS

3、AC和Co6.5Fe2.5S8/NSAC的制備及其電化學性能研究:采用膠體磨，通過成核—晶化隔離法制備出CoFeAl-LDH前驅體，將其與同時含有碳、氮、硫的酸性黃49(AY49)按照質量比為1∶3經物理混合，再經高溫焙燒及酸刻蝕兩步法自生成得到具有微孔—介孔的多級孔結構的氮硫共摻雜碳負載的鈷鐵硫化物(Co6.75Fe2.2.5S8/NSAC)。氮硫摻雜的碳不僅提高了復合材料的電導率，亦增強了其抵抗體積膨脹應力性能。多級孔結構可以促進充

4、放電過程中的質量傳輸和電子傳輸，并能起到緩沖體積變化的作用。將其作為鋰電負極材料，表現(xiàn)出了較高的可逆比容量、長循環(huán)壽命及良好的倍率性能。
　　此外，基于水滑石層板金屬離子種類可調及比例可調的特點，采用相同的方法制備出MgCoFe-LDH前驅體，再經相同的焙燒方法也得到了具有相似結構、不同比例的鈷鐵硫化物的復合物(Co6.5Fe2.5S8/NSAC)，測試結果表明，循環(huán)性能得到了增強。
　　(2) Co0.75Fe0.25(S