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本文采用化学气相沉积法(CVD)制备了WS2和WSe2,进而以聚乙烯醇(PVA)为碳源,通过高温裂解对所制备的WS2和WSe2进行碳包覆。以制备产物作为正极材料组装成铝二次电池,系统研究其电化学性能。本文主要内容如下:(1)以偏钨酸铵和硫脲为原料,氯化钠为模板剂,通过化学气相沉积法制备了WS2正极材料,通过条件实验系统地研究了反应物摩尔比(nW:nS)、煅烧温度和保温时间对WS2正极材料电化学性能的影响规律,优选出最佳的合成工艺参数。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和选取电子衍射(SAED)等测试手段对制备产物的物相、化学组成、微观形貌等进行表征,采用循环伏安测试、恒电流放电测试、循环测试和倍率测试等方法分析制备材料的电化学性能。研究结果表明,制备WS2正极材料的优选工艺参数为:反应物配比nW:nS=1:2.2,煅烧温度为800℃,保温时间为3 h。优选条件下制备产物主要为六角相2H-WS2,具有纳米薄片形貌。以所制备的WS2为正极材料,铝二次电池具有良好的电化学性能,其放电比容量为105 mAh/g,放电电压平台为1.75 V,经过160圈循环后放电比容量仍可以达到80 mAh/g。(2)以钨粉和硒粉为原料,通过化学气相沉积法制备了层片状WSe2正极材料,通过条件实验系统地研究了反应物摩尔比(nW:nSe)、煅烧温度和保温时间对WSe2正极材料电化学性能的影响规律,优选出最佳的合成工艺参数。XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM和SAED等测试手段对循环前后制备产物的物相、化学组成、微观形貌等进行表征,采用循环伏安测试、恒电流放电测试、循环测试和倍率测试等方法分析制备材料的电化学性能。研究结果表明,制备WSe2正极材料的优选工艺参数为:反应物配比nW:nSe=1:2.1,煅烧温度为800℃,保温时间为2 h。优选条件下制备产物为纳米薄片插接而成的花穗状WSe2。以所制备的WSe2为正极材料,铝二次电池具有良好的电化学性能,其放电比容量达到158 mAh/g,放电电压平台为1.70 V,经过80圈循环后放电比容量仍可以达到120mAh/g。(3)以WS2和WSe2为基体,聚乙烯醇为碳源,采用高温裂解法制备了WS2@C和WSe2@C正极材料,通过条件实验系统地研究了聚乙烯醇(PVA)溶液浓度、煅烧温度和保温时间对WS2@C和WSe2@C正极材料电化学性能的影响,优选出最佳的合成工艺参数。采用XRD、SEM、TEM等测试手段制备产物的物相、化学组成、微观形貌等进行表征。采用循环伏安测试、恒电流放电测试、循环测试和倍率测试等方法分析制备材料的电化学性能。研究结果表明,制备WS2@C和WSe2@C正极材料的优选工艺参数为:PVA溶液浓度为0.06 g/ml,煅烧温度为800℃,保温时间为2 h。对WS2和WSe2进行碳包覆后,材料形貌发生明显改变,原来光滑平整的纳米片变得弯曲、表面粗糙有褶皱。对WS2和WSe2进行碳包覆,明显提高了其作为铝二次电池正极材料的循环稳定性。以所制备的WS2@C为正极材料的铝二次电池的放电比容量保持在60 m Ah/g左右,放电电压平台为0.45V,经过260圈循环后放电比容量仍然保持在54 mAh/g;以所制备的WSe2@C为正极材料的铝二次电池放电比容量达60 mAh/g,放电电压平台为0.45 V,经过300圈循环放电比容量保持在46 mAh/g左右。