五氧化二钒复合材料的制备及储能性能研究

《五氧化二钒复合材料的制备及储能性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201510121212分类号O469密级公开硕士学位论文五氧化二钒复合材料的制备及储能性能研究学位申请人阳辉指导教师杨利文教授学院名称物理与光电工程学院学科专业物理学研究方向纳米材料的制备与物性二零一八年六月八日PreparationandenergystoragepropertiesofvanadiumpentoxidecompositeCandidateHuiYangSupervisorProfessorYangLiwenCollegeFacultyofMaterialandPhotoelectronicPhysicsProgramPhysics

2、SpecializationPreparationandPhysicalpropertiesofnanomaterialsDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversitythDateJune8,2018湘潭大学硕士毕业论文摘要五氧化二钒（V2O5）因其较高的理论比容量和低廉的价格在高性能锂/钠离子电池正极材料方面具有巨大的应用潜力。另一方面，五氧化二钒具有较好的稳定性和亲水性，能够吸附锂硫电池电化学反应中产生的多硫化物，抑制“穿梭效应”，提高锂硫电池的电化学性能。不过，由于自身导电性较差，V2O5的实际应用受到了严重的限制。

3、本文探索V2O5纳米带/碳纳米管复合材料的制备及其在上述储能器件方面的潜在应用。主要内容如下：(1)以钒酸钠(Na2V6O16)和碳纳米管(CNTs)为原料利用水热法制备了由V2O5纳米带和三维CNTs网络组成的复合材料。通过真空抽滤技术，该复合材料在30秒内超快自组装形成柔性自支撑复合薄膜。三维CNTs网络和V2O5纳米带的协同作用有效地改善了复合薄膜的导电性和稳定性。直接作为锂离子电池的正极，该柔性自支-1−1撑复合薄膜在200mAg的电流密度下，首次放电比容量达295.8mAhg，循环两−1百圈后容量仍维持有223.5mAhg。直接作为钠离子电池的正极，该柔性自支撑复

4、-1−1合薄膜在200mAg的电流密度下，首次放电比容量为215.2mAhg，循环两百圈−1后容量仍保持有167mAhg。此外，作为Li/Na离子电池的正极，该柔性自支撑复合薄膜还具有良好的倍率性能。(2)以上述复合材料为基底，利用真空抽滤技术沉积硫颗粒/碳纳米管混合材料，制备了含V2O5吸附层的自支撑锂硫电池正极。电化学性能测试表明，该自支撑锂硫-1电池正极在0.1C的电流密度下放电比容量为1030mAhg，循环100圈之后仍保持-1-1在640mAhg；在2C的电流密度下，放电比容量保持在200mAhg。相比于传统的涂膜正极，这种含V2O5吸附层的自支撑锂硫电池正极的电

5、化学性能有着明显改善。关键词：五氧化二钒；锂离子电池；钠离子电池；锂硫电池；复合材料湘潭大学硕士毕业论文AbstractVanadiumpentoxide(V2O5)hasgreatpotentialincathodematerialsofhighperformancelithium/sodiumionbatteriesduetoitshightheoreticalcapacityandlowprice.Besides,V2O5canadsorptionthepolysulfideduringtheelectrochemicalprocessesowingtogoodsta

6、bilityandhydrophilic,therebyinhibiting"redoxshuttlereactions"toimproveelectrochemicalperformanceoflithiumsulfurbatteries.However,practicalapplicationofV2O5isseverelylimitedduetoitspoorconductivity.Inthispaper,wepreparaethecompositeofV2O5nanobelts(VNTs)andcarbonnanotubes(CNTs)composite,ande

7、xploreitspotentialapplicationsintheaboveenergystoragedevices.Themainresultsareasfollows:(1)ThecompositeintermediateofVNTsandCNTswaspreparedbyhydrothermalmethodusingsodiumvanadate(Na2V6O16)andCNTsasprecursors.Throughvacuumfiltrationtechnology,thecompositeinterm