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时间:2019-03-15
《CH3NH3PbX3(X=I、Br)溶剂热合成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、硕士学位论文CH3NH3PbX3(X=I、Br)溶剂热合成及其电化学性能研究SOLVOTHERMALSYNTHESISANDELECTROCHEMICALPROPERTIESOFCH3NH3PbX3(X=I,Br)杨涛哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号:TM912.2学校代码:10213国际图书分类号:541.136密级:公开工程硕士学位论文CH3NH3PbX3(X=I、Br)溶剂热合成及其电化学性能研究硕士研究生:杨涛导师:秦伟教授申请学位:工程硕士学科:材料工程所在单位:材料科学与工程学院答辩日期:2018年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学Class
2、ifiedIndex:TM912.2U.D.C:541.136DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSOLVOTHERMALSYNTHESISANDELECTROCHEMICALPROPERTIESOFCH3NH3PbX3(X=I,Br)Candidate:YangTaoSupervisor:Prof.QinWeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsEngineeringAffiliation:SchoolofMateria
3、lsScienceandEngineeringDateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近十年来,有机无机杂化钙钛矿CH3NH3PbX3材料一直是人们研究的热点。卤化物钙钛矿锂储存的研究已然走进人们的视野里;该类电极材料在电化学循环期间表现出高稳定性,而且没有任何结构重新排列。这意味着一种卤化物钙钛矿主体通过拓扑的方式嵌入Li+,晶格没有发生变形。但是如何有效控制电极材料结构、粒径大小和稳定性仍然是实现锂离子电池
4、理想的负极材料的关键科学问题。因此,本论文利用溶剂热法可控制备CH3NH3PbX3(X=Br,I)电极材料,并且探究其生长机制对其电化学性能调控,为研制出具有稳定脱/嵌锂能力的电极材料提供理论基础。通过工艺参数的设计,研究自组装机制和溶解-刻蚀机制对晶体结构的调节过程。本论文以醋酸铅、氢碘酸/氢溴酸、甲胺为原料,异丙醇为溶剂,采用溶剂热法制备了CH3NH3PbX3晶体。利用SEM、XRD、FIIR、DRS、PL等测试方法对钙钛矿形貌、结晶性、成分组成等进行研究。研究结果表明,当合成温度120℃,反应时间4h能得到高质量的CH3NH3PbI3晶体;当合成温度150
5、℃,反应时间为15h,铅离子浓度0.5mol/L得到的CH3NH3PbBr3晶体的质量最高。并通过Ostwald熟化生长机制对其生长过程进行研究,发现定向附着自组装机理起着主要作用。为了进一步研究电极材料结构、粒径大小对其电化学性能的影响。将CH3NH3PbX3电极材料组装成电池,利用充放电测试、循环伏安测试、交流阻抗测试等,对其电化学性能进行研究,研究表明,4h合成的CH3NH3PbI3因其结晶度良好,电化学性能最好,50次充放电循环后,容量保持率为65%,高于文献的49.2%;尺寸为1.2mm的CH3NH3PbBr3因其粒径最小,缺陷最少,电化学性能最好。其
6、重复稳定性非常好,50次充放电循环后,容量保持率为77.5%。关键词:溶剂热法;CH3NH3PbX3;溶解-刻蚀机理;自组装机理;电化学性能I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthepasttenyears,theorganic-inorganichybridperovskiteCH3NH3PbX3materialhasbeenahottopic.Researchonlithiumstorageusinghalideperovskiteshasbeeninitiatedhalideperovskitebasedelectrodesexhibith
7、ighstabilityduringelectrochemicalcyclingwithoutanystructuralrearrangement.However,howtoeffectivelycontroltheelectrodematerialstructureandparticlesizeisstillakeyscientificproblemforrealizingtheidealnegativeelectrodematerialforlithiumionbatteries.Therefore,thisdissertationusessolvother
8、malmethodtoc
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