二硫化钼-石墨烯纳米复合材料的控制合成及其储锂性能研究

1、二硫化钼-石墨烯纳米复合材料的控制合成 及其储锂性能研究 摘要本毕业论文以二水合钼酸钠作为钼源，以硫脲作为 硫源，分别采用水、水-乙醇和水-乙二醇为反应体系，制备 出了一系列的不同形貌的二硫化钼。通过与一元二硫化钼同 样的实验条件，引入不同质量分数的氧化石墨制备出了二硫 化钼/还原氧化石墨烯。通过 X 射线衍射，透射电镜，拉曼 光谱，充放电测试、倍率充发电测试等测试手段从材料的结 合方式、形貌、锂离子电池性能方面对二硫化钼进行了深入 的研究。28496 结果发现，一元二硫化钼为片层状，二元材料是以石墨 烯为基底生长的颗粒状二硫化钼，仍为片层结构。一元二硫 化钼的循环性能为 400-600 mA

2、h g-1 ，而二元的复合材料均 达到 1000 mAh g-1 同时具有好的循环性能和倍率性能。 关键词：石墨烯二硫化钼锂电池负极材料水热法 毕业设计说明书外文摘要 Title Controlled synthesis and Lithium Storage Performance of molybdenum disulfide - graphene nanocomposites Abstract In this paper, molybdenum disulfide differing morphologies are successfully prepared by using sodi

3、um molybdate dihydrate as a molybdenum source, thiourea as a sulfur source, water, water - ethanol and water - ethylene glycol as reaction system, respectively . In addition, molybdenum and with disulfide / reducing graphene oxide are obtained via the same experiment with a single molybdenum disulfi

4、de. The XRD, TEM, Raman, charge and discharge test, cyclic voltammetry and AC impedance measurements are employed to confirm composition, morphology, microstructure, lithium-ion batteries performs of as-obtained molybdenum disulfide and molybdenum disulfide / reducing graphene oxide. 源自！六Y维 论A文（网.力口

5、 7 位 QQ3249114 The experimental results indicated that graphene sheets are exfoliated and decorated with molybdenum disulfide nano ? akes. The as-obtained molybdenum disulfide with different system as anode material for LIBs give 400-600 m/?h-1 specific reversible capacity. However, it should be poi

6、nted out that the combination of molybdenum disulfide and graphene results in a dramatic enhancement: molybdenum disulfide / reducing graphene oxide shows high specific reversible up to 1000 mAhg-1 with good cycling stability capability Keywords Graphene molybdenum disulfide battery cathode material

7、 hydrothermal 目次 1 绪论 1 1.1 背景问题介绍 1 1.2 锂电应用及优势 2 1.3 石墨烯 - 新材料的出现 3 1.4 二硫化钼-电化学领域的新应用 5 1.5 本章小结 7 2 实验制备与实验基本内容 8 2.1 引言 8 2.2 实验仪器 8 2.3 石墨烯和氧化石墨烯 9 2. 3.1 氧化石墨烯制备 9 2.4 二硫化钼的制备 9 2.4.1 单一二硫化钼的制备 9 2.4.2 二硫化钼石墨烯复合材料的制备 10 capacity and rate lithium 2.5 本章总结 12 3 测试表征 13 3.1 X 射线衍射谱 13 3.2 TEM 透射

8、电子显微镜 15 3.3 Raman 拉曼光谱 16 3.3.1 一元 MoS2 的 Raman 拉曼光谱 17 3.3.2 复合材料 MoS2/rGO 的 Raman 拉曼光谱 18 3.4 本章小结 21 源自！六Y维 论A文（网.加 7 位 QQ3249114 4 电池的装配与性能测试 22 4.1 电池装配 22 4.2 电池的循环性能测试 22 4.3 电池的倍率性能测试 26 : 4.5 本章小结 29 结论与展望 30 致谢 31 参考文献 32 1 绪论 1.1 背景问题介绍 随着经济的进一步发展，环境问题不仅在中国而且在全 球普遍存在，作为一个世界级的难题逐渐阻碍着当今社会的

9、 发展1。环境问题分为了四个方面：环境污染、生态破坏、 资源和能源问题2。恩格斯曾说过：我们不要过分陶醉于我 们人类对自然界的胜利 ，对于每一次我们这样的胜利 ，自然 界都对我们进行报复3。气候变暖就是当今人类生存的面 临的难题之一，甚至个别问题逐渐转化为了当代全球多边治 理范围里最难以达成共识的一个“奥革阿斯的牛圈” 4-5 气候变暖问题的主要罪魁祸首是 C02 等温室气体。 环境问题的形成是多因素的，汽车尾气也是其中之一。 有报道称：大气污染成分的 63%来自汽车6。每万辆汽车 每天排放 CO2 30 t7。每天排放如此大量的温室气体，将 使环境恶化。 而这一切与一直以来依赖化石燃料的汽车

10、有着 很大的关系。在使用汽车的前提下，改变汽车的动力 含金属锂的电池和有锂离子的电池构成了锂电池这一 大类17。锂离子电池的优势在于可以进行充放电 18。可 充电的锂金属电池在 20 年前更新了第五代产品，其安全性、 比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池 19-20 作为三号元素，质量低比容高的锂离子电池在达到同一 容量时，体积是镍镉的三分之一，这一点无疑优势明显。充 满的锂离子电池的电压大约为 3.7 V 左右，要想达到这一电 压，要镍镉或镍氢电池串联才可以 21。而且并不会被飞机 禁止携带锂离子电池，因为没有金属锂。日常使用下的锂电 池可以循环 500 周以上。记忆效应是指镍镉电池

11、在充放电循 环过程中，由于充放电并不完全，使电池的容量出现了暂时 性的减少的现象，这种现象并不在锂离子电池上出现。充电 速率快于其余电池也让锂电池成为电池发展的希望。 图 1.2 锂电池与其余电池容量对比 这些优点让锂电池成为当今世界应用最广泛和最有发 展前景的电池之一，数据表明， XX 年，全球锂电池销量达到 459.2 亿只，市场需求量同比增长约 9%日本经济调查报告 指出，XX 年，锂离子单体共销售 1.17 万亿，根据推算本年 增长至 2.88 万亿日元。然而调查报告之中得出已经远远超 越这个数字，可见锂电池已经迈入了高速发展的阶段了。 3C，是 Computer ， Communication ， Consumer Electronics 的简称，目前锂电池主要市场也是集中在这一 大类上面，其中笔记本电脑、手机对锂离子电池的应用需求 增长最快，随着单一化石燃料的动力汽车前景不再被人们所 看好，相对而言电动车更有前途。 由于技术和资源并不过硬， 混合动力车作为过渡产品，今后五年里仍为电动车市场的主 打产品23。电池的发展在当今社会经济发展的道路上起着 至关重要的作用。自生产以来一直是电池领域的领军者，要 求锂电池的技术也越发的多样 2