Fe-MOF基材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究

发布时间：2025-05-27 02:35

　　锂硫电池因其具有较高的理论比容量（1675 mA·h/g）且原料廉价、无污染等优点而备受研究者青睐,然而锂硫电池正极材料存在穿梭效应、活性物质导电性差及在锂化过程中活性物质硫体积变化大等问题严重影响了锂硫电池的发展。近年来,已有研究者报道过渡金属氧（硫）化物可与多硫化物形成金属硫键对多硫化物在溶液中的扩散具有有效的限制作用,但目前金属氧化物硫化物应用于锂硫电池还存在循环性能差、初始比容量不高等问题。因此本论文中首次选用铁金属有机框架（Fe-MOF）材料作为前驱体制备过渡金属氧（硫）化物材料为正极主体材料并应用于锂硫电池中。过渡金属铁离子可与多硫化物中的硫形成较强的化学配位键,同时化合物中的O和S可以与多硫化物中的Li形成化学键从而起到限制多硫化物穿梭的作用,此外,Fe-MOF衍生物中富含碳能提高正极材料的导电性,值得一提的是MOF衍生物特有的多孔、中空结构能有效提高硫的负载量及适应充放电过程中硫体积的变化,同时FeS₂对锂硫电池充放电过程中多硫化物的转化具有催化作用。本论文通过以铁基对苯二甲酸为配体的金属有机框架（Fe-BDC）为前驱体制备了枣核状Fe_3<...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 锂硫电池国内外研究现状
        1.2.1 锂硫电池正极材料研究现状
        1.2.2 锂硫电池负极材料研究现状
        1.2.3 锂硫电池隔膜研究现状
    1.3 本课题的研究目的意义
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 测试方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 扫描电子显微镜表征
        2.2.3 N₂吸脱附实验
        2.2.4 热重分析
        2.2.5 X射线光电子能谱分析
        2.2.6 电化学表征
第3章 Fe₃O₄/C锂硫电池正极材料研究
    3.1 引言
    3.2 Fe₃O₄/C正极材料的制备及电化学性能研究
        3.2.1 Fe-BDC的制备与表征
        3.2.2 Fe₃O₄/C的制备与表征
        3.2.3 Fe₃O₄/C/S电化学性能研究
    3.3 本章小结
第4章 Fe₂O₃/FeS₂/C锂硫电池正极材料研究
    4.1 引言
    4.2 Fe₂O₃/C正极材料的制备及电化学性能研究
        4.2.1 Fe-ZIF的制备与表征
        4.2.2 Fe₂O₃/C的制备与表征
        4.2.3 Fe₂O₃/C/S电化学性能研究
    4.3 Fe₂O₃/FeS₂/C正极材料的制备及电化学性能研究
        4.3.1 Fe₂O₃/FeS₂/C的制备与表征
        4.3.2 Fe₂O₃/FeS₂/C/S电化学性能研究
    4.4 Fe₂O₃C/S和Fe₂O₃/FeS₂/C/S电化学性能对比
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及专利
致谢



本文编号：4047371