层状结构二硫化钼-碳复合材料的制备及性能研究

摘要

为了解决MoS2作为锂离子电池负极材料存在的的问题：导电性较差；层状结构易于团聚；在锂离子嵌入的过程中，MoS2的结构不稳定。本文首先通过不同溶剂体系和不同浓度表面活性剂来调控MoS2的形貌，改善MoS2层状结构易团聚的特性；其次通过二硫化钼与棕榈毛碳的复合，改善MoS2的导电性差、循环过程中结构不稳定的特性。并利用使用SEM和XRD对材料的形貌结构进行表征，组装锂电池进行循环伏安法测试和恒流充放电测试。主要的结果如下所述： 在水、水-异丙醇、水-环己醇三种不同混合溶剂条件下溶剂热反应合成MoS2。结果表明，在异丙醇-水混合溶剂中制备的MoS2具有花瓣状的层片状结构，产物的粒径为400nm-600nm，分散性更佳。在水溶剂中加入不同浓度PVP水热合成的MoS2随PVP浓度增大，MoS2产物的粒径减小，同时具有更好分散性； 将PVP加入水、水-异丙醇、水-环己醇三种不同的混合溶剂体系中，制备了MoS2。首圈放电比容量分别为1273.1mAh/g、614.9mAh/g、929.4mAh/g，经过100次充放电循环后，放电比容量分别为首圈放电比容量的34%、19%和27%，循环稳定性能差。 以棕榈毛碳材料为载体，以PVP作为表面活性剂，通过水热反应在水溶剂合成了C-MoS2复合材料。在100mA/g的恒定电流下首圈的放电比容量为818mAh/g，经过90次充放电循环后仍然保持有839mAh/g。复合材料具有较高的充放电比容量、极为优秀的循环稳定性能和倍率性能。

目录

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致谢

变量注释表

1 绪论

1.1概述

1.2锂离子电池简介

1.2.1 锂离子电池组成及原理

1.2.2 锂离子电池的种类和特点

1.3锂离子电池电极材料

1.3.1锂离子电池正极材料

1.3.2锂离子电池的负极材料

1.4MoS2作为锂离子电池负极材料的研究

1.4.1 MoS2的结构与性质

1.4.2MoS2作为锂离子负极材料的研究现状

1.4.3 MoS2与石墨烯的复合

1.4.4MoS2与碳纤维复合

1.4.5MoS2与过渡金属化合物的复合

1.5生物质碳材料在电极中的应用

1.5.1生物质碳材料的原料

1.5.2生物质碳材料的性质

1.5.3生物质碳材料在电极材料方面的应用

1.6本论文选题内容及意义

1.6.1选题意义

1.6.2研究内容

2实验仪器及实验方法

2.1实验仪器与试剂

2.1.1 实验药品与试剂

2.1.2 实验器材

2.2电极片的制备和电池的组装

2.2.1 电极片的制备

2.2.2 锂离子电池的组装

2.3材料的表征方法

2.3.1 X射线衍射分析（XRD）

2.3.2 扫描电子显微分析（SEM）

2.4电化学性能的测试方法

2.4.1 循环伏安测试

2.4.2 充放电性能测试

3 层状结构 MoS2的制备及其作为锂离子电池负极材料的应用

3.1 前言

3.2实验部分

（1）不同 混合 溶剂 条件下溶剂热合成 MoS2

（2）不同浓度聚乙烯吡咯烷酮（ PVP）条件下水热合成 MoS2

（3）将 PVP加入混合溶剂体系中，制备 MoS2

3.3结果与讨论

3.3.1 各产物的微观形貌

3.3.2 结构成分分析

3.3.3 电化学性能测试

3.5本章小结

4 C-MoS2复合材料的制备及其作为锂离子电池负极材料的应用

4.1 前言

4.2实验部分

（1）C-MoS2复合材料 的制备

（2）对比实验： MoS2材料 的制备

4.3结果与讨论

4.3.1 SEM分析

4.3.2 XRD分析

4.3.3电化学性能测试

4.4本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

作者简历

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