氯氧化铋、钼酸铋的制备及其电化学性能研究

《氯氧化铋、钼酸铋的制备及其电化学性能研究》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、学校代号10530学号201510141486分类号O613密级公开硕士学位论文氯氧化铋、钼酸铋的制备及其电化学性能研究学位申请人洪伟峰指导教师刘恩辉教授学院名称化学学院学科专业化学工程与技术研究方向应用电化学二零一八年四月ThePreparationofBismuthOxychlorideandBismuthMolybdateandStudiesfortheirElectrochemicalPerformanceCandidateHongWeifengSupervisorPro.LiuEnhuiCollegeChemistryProgramChemi

2、calEngineeringandTechnologySpecializationAppliedElectrochemistryDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversityDateApril,2018氯氧化铋、钼酸铋的制备与电化学性能研究摘要21世纪以来，随着全球污染的加剧，能源需求的增加，以及动力汽车和便携式电子设备的发展，对于碱性二次电池与锂离子电池等储能系统的开发对社会发展具有重大意义。本文制备出{110}晶面暴露和{001}晶面暴露的BiOCl电极材料，将其分别作为碱性二次电池和锂离子电

3、池的电极材料，然后制备出三种不同晶相的钼酸铋材料作为锂离子电池电极材料，并研究各种电极材料的电化学性能。本论文的主要内容如下：1.以硝酸铋和氯化钾为原料，在室温下通过水解法分别制备了{001}晶面和{110}晶面暴露的BiOCl材料。通过X射线衍射和透射电镜确认了两种材料为{001}和{110}晶面暴露，并通过扫描电镜表征确认了两种材料的纳米片形貌结构。将两种材料分别与氢氧化镍对电极组装成Ni/Bi碱性二次电池，来研究和比较两种材料的电化学性能。电化学测试结果表明{110}晶面暴露的BiOCl电极材料在0.5Ag-1电流密度下的比容量为213.4mAh

4、g-1，在5Ag-1时的容量为162.5mAhg-1；在2Ag-1电流密度下循环500次，容量保留率为73%，展现了比{001}晶面暴露的BiOCl材料更好的电化学性能。2.以金属锂为对电极，研究了所制备的{001}面和{110}面暴露的BiOCl电极材料在锂离子电池中的电化学性能。通过比较，发现{110}晶面暴露的BiOCl材料具有更高的可逆比容量和更优的倍率性能。这可能是因为{110}高能晶面暴露的BiOCl电极材料为锂离子嵌入/脱出反应提供了更多的活性位点，同时缩短了锂离子迁移通道而导致的。3.以硝酸铋和钼酸钠为原料，通过水热法制备了三种不同晶相

5、的钼酸铋材料：α-Bi2Mo3O12，β-Bi2Mo2O9和γ-Bi2MoO6，并以金属锂为对电极，研究并比较了三种电极材料在锂离子电池中的电化学性能。研究发现3个样品在锂离子电池中均具有良好的电化学活性，在0.7V有一个稳定的放电平台，适于充当锂离子电池负极材料。通过对3种材料的电化学性能进行比较，发现γ-Bi2MoO6材料拥有更高的比容量和更好的倍率性能，这是因为γ-Bi2MoO6材料的层状晶体结构为Li+的嵌入/脱出反应提供了更多的离子通道。关键词：BiOCl；晶面暴露；钼酸铋；碱性二次电池；锂离子电池I氯氧化铋、钼酸铋的制备与电化学性能研究Ab

6、stractSincethe21stcentury,withtheintensificationofglobalpollution,increasingenergydemand,andthedevelopmentofelectronicvehiclesandportableelectronicdevices,theexplorationofalkalinesecondarybatteriesandlithiumionbatteriesisofgreatsignificancetosocietydevelopment.Inthispaper,the{11

7、0}and{001}crystalfacetexposedBiOClsamplesweresynthesizedrespectivelyaselectrodematerialsinalkalinesecondarybatteriesandlithiumionbatteries.Secondly,threebismuthmolybdatesampleswithdifferentcrystalphasesweresynthesizedaselectrodematerialsinlithiumionbattery.Theelectrochemicalprop

8、ertiesoftheseelectrodematerialswerestudied.Them