MxSe(M_Ni,Zn,Ti)的制备及其电化学性能研究.docx

硕士学位论文

(专业学位)

喻露MxSe(M:Ni,Zn,Ti)的制备及其电化学

喻露

作者姓名：喻露

导师姓名：邵涟漪

学科(专业)或领域名称材料工程

零二三年

零二三年五

论

论文答辩年月：

中图分类号：TM912学校代号：11845

UDC:密级：学号：2112002132

广东工业大学硕士学位论文

(材料与化工硕士)

M.Se(M:Ni,Zn,Ti)的制备及其电化学性能研究

喻露

指导教师姓名、职称：邵涟漪副教授 校外指导教师姓名、职称：无 学科(专业)或领域名称：材料工程 学生所属学院：材料与能源学院 答辩委员会主席：崔志明教授 论文答辩日期:2023年5月26日

万方数据

ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnology

fortheDegreeofMaster

(MasterofMaterialsandChemicalEngineering)

PreparationandElectrochemicalPropertiesofMxSe(M:Ni,Zn,Ti)

Candidate:YuLu

Supervisor:ShaoLianyi

May,26,2023

SchoolofMaterialsandEnergy

GuangdongUniversityofTechnology

Guangzhou510006,Guangdong,P.R.China

万方数据

摘要

摘要

锂离子电池凭借优秀的性能主导商业化市场以来，逐渐陷入供不应求和成本上升的困境，在大型储能系统方面的应用受到了极大的阻碍。而与锂离子电池工作原理类似的钠离子电池，电化学性能较好，钠资源丰富，成本低廉，显现出了在大规模储能应用的潜力。负极材料作为影响钠离子电池性能的核心要素之一，十分有必要继续深入研究。过渡金属硒化物凭借理论比容量高、形貌可控和原料广泛等优势成为了最具竞争优势的负极材料之一。然而合成路线繁杂、商业化原材料价格较贵等弊端限制了其更广泛的应用。本论文围绕利用一种耗时短、成本低的合成方法制备高性能的过渡金属硒化物这一目的展开研究，合成了一系列性能优越的负极材料。具体内容如下：

(1)将泡沫镍和硒粉以一定质量比混合后通过一步固相法合成了微米级NiSe?。系统研究温度、时间和电解液等因素对NiSe?储钠性能的影响，筛选出具有高倍率、长循环等优点的NiSe2。550℃下煅烧4h得到的NiSe?-550℃-4h在0.1Ag-1下展现了515mAhg-1的高初始可逆容量，初始库伦效率高达96%;在0.5和10Ag-1下的可逆容量分别为397和310mAhg-1,容量保持率为88%,展现了出色的倍率性能；1Ag-1下循环800次后提供了310mAhg-1的容量，长循环稳定性良好。Na?V?(PO4)?F?@rGO//NiSe?全电池最大功率密度为340Wkg-1,最大能量密度为155Whkg-1。NiSe?-550℃-4h出色的电化学性能得益于醚类电解液的使用、高赝电容贡献率和低阻抗。

(2)将锌片和硒粉按照一定质量比混合后通过一步固相法合成了高性能的立方相非碳复合微米级ZnSe。电化学性能测试表明，850℃下煅烧2h得到的ZnSe-850℃-2h容量最高，在0.1Ag-1下50次循环后的容量为354.2mAhg-1,容量保持率高达91.5%;

2Ag-1下，稳定循环1600次后的容量保持在386.6mAhg-1。30Ag-1的超高电流密度下，ZnSe-850℃-2h仅需17.1s就能达到142.5mAhg-1的可逆容量。Na?V?(PO4)?F?@rGO//ZnSe全电池在0.1Ag-1下循环50次的容量保持率高达98.6%,60次充放电后仍能点亮3