金属硫化物的制备及储锂性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjzmht
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,锂离子电池的应用从小型设备向混合动力汽车、航空航天等大型设备转变,其现有能量密度越来越难以满足社会发展的需要,迫切需要进一步提高电池的能量密度。而开发高容量负极材料是提高锂离子电池能量密度的一个重要方案。相比于目前商用的碳材料,金属硫化物负极具有更高的储锂容量,近年来受到较多的关注。但是在材料制备方面仍然存在一些问题,例如能源消耗较大,无法实现等化学计量比合成,硫原料浪费严重。此外,还有一部分人使用溶剂热法,使得产物中存在有机溶剂残留,对其最终的电化学性能产生影响。目前,作为锂离子电池负极材料的金属硫化物多为过渡金属硫化物,与其相比,轻金属硫化物具有更高的储锂容量。因此,本论文研究了使用低温熔盐法对合成Fe S2@C形貌及性能的影响;探索了球磨法合成不同晶型的Al2S3/C,并比较了不同晶型Al2S3/C的性能。论文主要研究内容如下:1.使用不同的熔盐和Fe@C,在不同的反应温度下,通过低温熔盐法合成多孔结构的球状Fe S2@C。其中,由于S能够在熔盐中均匀分散为原子级,提高了反应活性,降低了硫化反应的温度。而且,该方法能够实现铁与硫的等化学计量比合成,不会存在原材料浪费的问题,是一种绿色合成方法,有利于大规模生产。将其应用于锂离子电池中,首次可逆比容量为963.5m Ah/g,且具有良好的倍率性能。由于Fe S2@C具有多孔结构,使得反应动力学由锂化过程与赝电容效应共同控制,具有高储锂容量和快速充放电的优点。同时多孔结构的存在为锂离子插入/脱出提供了空间,使其具有良好的循环稳定性。在1.0A/g的大电流下,900次循环后容量保持率能够达到82.7%。此外,还研究了该材料在锂离子插入/脱出过程中发生的转化反应。2.将升华硫(固态硫单质)、铝粉和碳粉混合使用球磨法制备Al2S3/C。通过改变碳含量、球磨转速和球磨时间等变量,控制立方晶型和六方晶型Al2S3的合成。对比两种晶型的储锂性能,发现六方晶型的Al2S3循环稳定性和倍率性能均更加优异,且放电平台更低,有利于用作高容量负极材料。
其他文献
在现代高性能、高机动性飞机的研制过程中,对飞机各部件的强度疲劳测试试验都参与了重要作用。飞机座舱盖加温加载试验台就是针对座舱部分对座舱盖进行安全性试验测试的地面试验台,可以在设计初期验证具体型号座舱盖的载荷试验能力,减少飞机在真实飞行任务条件下的安全隐患。本文首先介绍了座舱盖加温加载试验台的设计原理,对系统的加热功率及制冷能力做计算分析,验证系统的试验能力。介绍了试验台各子系统的组成及对应功能,分
水下生产系统长期在海底工作,在海洋腐蚀、渔网拖拽和落物抛锚等因素下容易受到破坏。因此,开展水下视频长期监测系统的研究,为水下生产系统提供全覆盖实时视频监测,提高水下生产系统的生产稳定性和经济效益。针对水下视频监测设备生物污损防护寿命不足及不能长距离和全方位清晰成像等问题,本文进行水下视频长期监测系统结构设计,海洋污损生物防护技术和水下光成像效果研究,控制系统硬件平台的搭建和控制程序的设计,并进行实
潜艇的主要的结构形式是加筋圆柱壳,当潜艇受到非线性载荷时会产生鞭状运动,它对舰艇的总纵强度影响很大,因此世界各国均对这一课题进行了深入研究。现阶段对水下爆炸载荷下加筋圆柱壳鞭状运动响应的试验研究和数值研究较多,而对解析解法的研究较少。解析解法与数值研究方法相比,消耗人力物力较少,不需要建立有限元模型,节约了时间成本,因此对解析解法的研究具有积极意义。本文在总结前人工作的基础上提出一种水下爆炸载荷下
便携式导弹在设计制造的最终阶段需要由导弹发射控制测试系统来检验,所以此类系统的设计是军事工程中的重要组成部分。导弹发控测试系统需要完成导弹发射的动作流程并收集过程中所有重要的信号,其工作过程包含机械工程的多方面知识的应用。本文依照导弹测试发控系统的性能要求,设计出一套系统以供实际工程需要。本文纵观国内外便携式防空导弹系统的发射装置发展趋势和导弹发射前置机构的主要特点以及冲击稳定性研究情况,结合实际
混凝土电杆是我们国家在架空线路领域使用较为广泛的杆塔结构形式。由于普通混凝土电杆具有抗弯强度低、自重大等弱点,使得电杆的使用年限不长,维护工作量较大。超高强混凝土是一种新型水泥基材料,具有很好的力学性能,在混凝土电杆结构中运用较少。本文通过大量的试验研究了C120超高强混凝土材料的力学性能,并将其运用在电杆结构中,进行了杆段的受力性能试验和电杆的真型试验,研究超高强电杆与普通电杆之间的受力性能的优
随着工程领域的不断发展,大量的深部巷道工程持续实施,然而岩爆等动力灾害又威胁着巷道的应用安全,因此研制岩孔检测机器人监测巷道工程的安全是十分有必要的。本课题来源于国家自然科学基金重大科研仪器研制项目:深部巷道/隧道动力灾害物理模拟试验系统(项目编号:5142780101)。其中,小型岩孔综合检测机器人是整个动力灾害物理模拟试验系统的检测与试验的必要设备,负责管道内部的岩石裂变和破裂演化的信息采集与
随着城市化进程的不断推进,铝合金模板拉片体系在混凝土高层建筑的实际应用中越来越普遍,在国内市场的应用需求也日益增加,目前国内外已经开展了大量模板工程相关研究,但是针对铝合金模板拉片体系的力学特性研究尚不多见,因此开展该项研究具有较为重要的现实意义。本文以实际工程南昌县迎宾中大道万科城市花园项目使用的临时支撑结构铝合金模板对拉拉片结构体系为原型,对铝合金单块楼面模板、单块墙模、单间模板拉片体系进行了
近年来,伴随着农村城镇化和工业化的推进,农村劳动力的大量外流,农村空巢、留守、独居老人与日俱增,农村老龄化问题已经成为了我国农村社会中亟待解决的问题。为了缓解农村社会的养老压力,2003年河北省肥乡县前屯村成立了我国第一座互助养老院,它以“集体建院、集中居住为特点,以低成本让老年人实现了离家不离村、离村不离乡的养老愿望,由此受到了民政部的表彰,在全国迅速推广。在传统的家庭养老模式日渐衰退,社会养老
《义务教育数学课程标准(2011版)》对义务教育阶段的数学教学具有指导作用。课标指出要从十个方面(十个核心概念)发展学生的数学素养,并对每个核心概念的内涵都作出了明确的解释,对学生相应能力的培养也提出了要求。而中考作为评价学生义务教育阶段学习的重要形式,能否达到课标的要求是值得研究的。基于此,本文对2016-2020年黔南州中考数学试题的结构和难度进行了分析,并根据《课标(2011版)》分析近五年
在环境恶化与能源危机双重压力下的当今社会,重新审视生土民居与自然环境、能源资源方面的生态建筑理念和技术路线,对建筑节能和乡村振兴有着重要意义。传统生土建筑中的土坯建筑与掩土建筑广泛存在于我国西北地区,随着农民对居住舒适度要求的提高,乡村民居热环境及能耗问题成为新农村建设中亟待解决的问题。为了改善乡村人居环境,降低建筑引起的能源浪费及环境污染问题,根据兰州地区乡村民居现状和资源环境,对生土民居节能优