类石墨烯过渡金属硫化物石墨烯复合纳米材料的合成及其电化学储锂性能的研究.pdf

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1、⑧论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：评阅入2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：_二坦“二B二留lIllllqlllUllllqlllllJhllllllllIY22593993VntneSlSOIgraDnene—llKetranSltlOnmetaldisulI-ideS／graDneneo■_B■fiTl●■_______________一●●1l●·l●l●inreCnargeaDIelithium10nbatteries■■__■_●■■●■●■■■■●■■

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3、和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位敝储躲卸噜陟签字吼忉t乙年丫月／7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝望盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)

4、学位论文作者签名：签字日期：伽l，L／年日矿日馅莎r-，L小f许"摘要摘要锂离子电池具有能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，在移动通讯等便携电子设备中得到了广泛应用。最近石墨烯的发现，其独特的二维平面结构和优异的导电性，极大的促进了在锂电池电极材料中锂离子的脱嵌能力，从而受到了人们的广泛关注。目前大量文献中所报导的石墨烯基复合材料均以金属或金属氧化物同石墨烯的复合材料，由于两者结构的不匹配，导致作为锂离子电池负极材料的循环性能不令人满意。本论文首次提出了类石墨烯(Graphene．1ike)过渡金属硫化物(MoS2和SnS2)与石墨

5、烯(Graphene)的米复合材料的设计和制备方法，并深入研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学储锂性能，探讨了类石墨烯过渡金属硫化物／石墨烯复合材料的形成机理，以及制备条件对类石墨烯过渡金属硫化物／石墨烯纳米复合材料的微观结构和电化学脱嵌锂性能的影响。通过简单的液相．烧结法制备出类石墨烯MoS2与无定形碳的复合材料。首先以钼酸钠、硫脲和葡萄糖为前驱体合成出MoS2／C复合材料，再经过氮气保护800。C热处理2小时后，制备得到类石墨烯MoS2／无定形碳复合材料。产物经XRD、SEM、EDX和HRTEM验证，类石墨烯MoS2以单分子层形式

6、均匀的分散在无定形碳中，相毗邻的类石墨烯MoS2片层之间的层间距为～1．0nlTl。初步研究了类石墨烯MoS2／无定形碳复合材料的形成机理。经电化学性能测试，类石墨烯MoS2／无定形碳复合材料显示了很高的储锂容量和优异的循环稳定性。在所有对比的样品中，以在反应过程中添加1．0g葡萄糖制备的类石墨烯MoS2／无定形碳复合材料性能最佳，最高可逆容量达962mAh／g，而且在100次循环后容量仍有912mAh／g。我们将其归因于单层MoS2的特殊结构以及与无定形碳之间的协同效应。为了进一步改善类石墨烯MoS2／无定形碳复合材料的电化学储锂性能

7、，尤其是提高其高倍率充放电性能，我们在复合材料引入了石墨烯，用类似的方法合成出单层MoS2、石墨烯和无定形碳的纳米复合材料(SL．MoS2／G@a．C)，产物经XRD、SEM、EDX和HRTEM系统的表征发现，单层的MoS2和石墨烯纳米片高度均匀的分散在无定形碳中，研究了其形成的机理。研究发现，这种浙江大学博士学位论文SL．MoS2／G@a．C复合材料不仅显示了更高的可逆容量，同时也显示了很好的循环性能和倍率性能。在所有的SL．MoS2／G@a．C复合材料中，SL．MoS2／G@a．C(1：1)样品显示了最高的可逆容量1116mAh／g

8、，250次循环后容量几乎没有衰减，即使在大电流密度1000mA／g下，其可逆容量仍高达850mAh／g，并且也没有明显的容量衰减，其高倍率充放电特性得到显著改善。通过原位水热合成的方法，以钼酸钠、硫脲和经改