导电MoO_2在高功率电容器和高容量锂硫电池中的应用研究

【摘要】随着科技的发展,锂离子电池开始难以满足电动汽车等高能量需求装置的要求,因此开发新型更高性能的电化学存储体系是社会发展的必然趋势。超级电容器和锂硫电池由于具有高功率和高比容量受到越来越多人的关注。MoO2具有类金属导电性、高熔点、高的化学稳定性和高的理论比容量成为一种具有潜在价值的电化学储能材料。本文以过渡金属氧化物MoO2为研究对象,采用模板法制备了介孔MoO2纳米材料,采用现代测试方法对产物进行了表征,探究了MoO2在超级电容器和锂硫电池中的电化学性能。具体内容包括以下几个方面：以二氧化硅KIT-6为模板,(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料制备了介孔MoO2,通过XRD、BET、SEM等进一步表征发现,介孔MoO2是KIT-6的反向复制品,具有长程有序的介孔结构、高达68.7m2/g的比表面积。通过对比,合成的最佳条件为前驱体仲钼酸铵与KIT-6以1：1.47(wt%)混合后在650℃下煅烧5h,用2MNaOH除去模板。制备的介孔MoO2在以1MLiOH为电解液,Ni网为对电极,甘汞电极为参比电极的三电极体系中,当扫速为5mv/s时,比电容为145.75F/g,10mv/s时为135.97F/g,50mv/s时为125.78F/g,在100mv/s的比容量值保持率为78.8%。在两电极体系中初始放电比电容为146F/g(1A/g),循环1000次后比电容为127F/g,容量保持率为87%。通过溶解实验发现其衰减主要原因是介孔MoO2溶解于电解液中,使活性物质减少。通过EQCM测试发现Li+是介孔MoO2电容储能的工作离子。采用加热介孔MoO2和单质硫制备了介孔MoO2/S复合材料,在锂硫电池中表现出良好的电化学性能。通过对比不同硫含量的样品发现,当硫的负载量为40%时,表现出良好的循环性能,样品m-MoO2/S-40的初始容量为1236.8mAh/g,100个循环后仍有683.8mAh/g,在5C的高倍率下仍有543.5nAh/g的容量,比单质硫和SuperP的复合材料表现出更好的循环性能。但是,介孔MoO2对多硫化物的吸附能力有限,性能并不能与碳材料相比。MoO2具有类金属的导电性,可以将MoO2做成微孔结构,通过下一章介孔和微孔碳材料的对比发现,微孔材料可能有更好的储能性能。通过加热微孔碳材料ZIF-C和单质硫的混合物制备了ZIF-C/S复合材料,复合材料的硫含量为34%,复合材料的初始放电比容量为1505mAh/g,在100、300、500次循环的容量为850mAh/g、724mAh/g和618mAh/g,在1C、2C、3C的放电容量为793mAh/g、705mAh/g、624mAh/g,比介孔碳材料CMK-3/S复合材料表现出更加优异的循环性能和倍率性能。
【作者】李心勇；
【导师】郑洪河；曲群婷；
【作者基本信息】苏州大学，物理化学，2014，硕士
【关键词】MoO2；介孔材料；超级电容器；锂硫电池；纳米材料；

【参考文献】
[1]蒋小玉.Banach空间二阶脉冲积—微分方程两点边值问题解的存在性[D].西北师范大学,基础数学,2013,硕士.
[2]隋少卉.磷酸化蛋白质组学定性与定量分析技术的研究及在肝细胞磷酸化蛋白质组学中的应用[D].中国人民解放军军事医学科学院,2007.
[3]张淑敏.不同形貌TiO_2的制备、表征及其性能研究[D].中北大学,无机化学,2014,硕士.
[4]杨婷婷.英语心理动词的语义韵：基于语料库的研究[D].西南大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[5]徐玮.转轨经济时期国有企业公司治理结构模式的选择和构建[D].河北工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[6]杨涛.桌面游戏的知识产权保护[D].西南政法大学,知识产权法学,2012,硕士.
[7]雷海娟.互联网公司如何留住销售人才[D].云南财经大学,社会保障,2014,硕士.
[8]徐桂芬.科研人员对开放存取期刊的接受研究[D].吉林大学,情报学,2013,硕士.
[9]张燕南,郭庆元,毕司进,赵燕.融合群水平上的棉花立枯病防病用药筛选[J].新疆农业科学,2015,02:235-243.
[10]曾俊.复发性外阴阴道假丝酵母菌病复发途径及菌株基因型分析[D].南方医科大学,妇产科学,2012,硕士.
[11]凡杰.木薯多倍体的倍性鉴定及蛋白组学研究[D].海南大学,作物遗传育种,2012,硕士.
[12]刘畅.吉林省辽河流域生态环境因子时空变化及综合评价研究[D].吉林大学,环境科学,2013,硕士.
[13]王兵.矿山多功能检测仪及数据无线传输的研究[D].鲁东大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[14]司文姝.基于用户体验的微博传播研究[D].安徽大学,新闻与传播,2014,硕士.
[15]唐琳琳.我国食品安全危机管理[D].中国人民解放军军事医学科学院,军事预防医学,2013,硕士.
[16]章道德.从“主奴关系”到“和谐共生”[D].华中师范大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[17]阮氏惠.越南学生学习汉语三组时间副词的偏误分析[D].广西民族大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[18]阿斯根.卟啉基共轭微孔聚合物的合成及性能研究[D].吉林大学,有机化学,2014,硕士.
[19]罗雷.富氧燃烧循环流化床外置式换热器实验研究[D].哈尔滨工业大学,热能工程,2013,硕士.
[20]翟维佳.NBA的媒介奇观化传播研究[D].苏州大学,新闻与传播（专业学位）,2014,硕士.
[21]杨振平,王兵南,许孝良,王红,李小年.CuI/DEAD促进的端炔的二聚偶联反应[J].有机化学,2015,01:207-211.
[22]张嘎吱.水泥粉煤灰稳定碎石基层配合比设计和路用性能研究[D].长安大学,2004.
[23]柯玉军.基于DSP的透镜参数测量系统的研究[D].合肥工业大学,精密仪器及机械,2004,硕士.
[24]宗瑜,徐贯东,张彦春,李明楚.节点优先级导向的聚类算法[J].控制与决策,2011,06:879-882+887.
[25]李岚峰.海底管线综合探测技术研究[D].中国地质大学（北京）,测绘工程,2013,硕士.
[26]隋林林.中超球队与亚洲其他俱乐部球队亚冠比赛三个重要时刻数据的对比分析[D].扬州大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[27]于博.辽代七佛造像研究[D].首都师范大学,美术学,2013,硕士.
[28]左希庆,李天真,卢健儿.基于国产吐丝机的头部定位控制系统的研制及应用[J].冶金自动化,2007,06:57-59.
[29]KoKo.大湄公河次区域赤眼蜂品系筛选及其在水田IPM体系中的应用[D].中国农业科学院,农业昆虫与害虫防治,2014,博士.
[30]邢磊.基于STRUTS框架的社会保险网上查询系统的数据库设计与实现[D].山东大学,计算机技术（专业学位）,2013,硕士.
[31]吴昊天.IPv6安全组成员管理技术研究与应用[D].解放军信息工程大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[32]陈雪峰,李继生,王杰.分类规则挖掘及其在故障诊断建模中的应用[J].天津轻工业学院学报,2003,04:56-58.
[33]秦叁.票据保证的从属性和独立性之辨[D].吉林大学,民商法学,2013,硕士.
[34]王振林.知识产权质权法律制度研究[D].吉林财经大学,法律,2014,硕士.
[35]简滔.汽车制造企业质量经济性管理应用研究[D].重庆大学,工业工程（专业学位）,2014,硕士.
[36]于越.契丹辽朝与后唐战和关系研究[D].渤海大学,中国古代史,2013,硕士.
[37]王丽红.远程教育成人学生英语自主学习能力调查研究[D].河北师范大学,学科教学,2014,硕士.
[38]周江梅.福建农村土地资源利用的研究[D].福建农林大学,2003.
[39]蔡恩.益气温肾活血化浊法治疗慢性肾脏病（脾肾两虚，瘀浊内阻型）的临床研究[D].湖北中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[40]王聪.销售人员自我监控人格对工作倦怠的影响机制研究[D].西南财经大学,企业管理,2014,博士.
[41]李长江.XX公司知识型员工激励机制再设计[D].石家庄经济学院,人力资源管理,2013,硕士.
[42]陈凯峰.试探战略合作伙伴关系在中国MICE行业运营模式中的运用[D].上海外国语大学,工商管理,2013,硕士.
[43]刘凌霄.一种高速低功耗空间光调制器的驱动电路设计[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[44]王少钦,夏禾,郭薇薇,安宁,杜宪亭.变速移动荷载作用下简支梁桥的动力响应及共振分析[J].振动与冲击,2010,02:26-30+218-219.
[45]李中原.A公司净水设备市场开发模式研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[46]陈星.境内外人民币汇率动态关联性研究[D].湖南大学,金融学,2013,硕士.
[47]崔义真.中国与韩国文化贸易发展比较研究[D].黑龙江大学,国际贸易学,2013,硕士.
[48]金梦露.我国未成年人刑事案件社会调查制度研究[D].浙江工商大学,诉讼法学,2013,硕士.
[49]罗倩.天空背景下红外弱小目标检测算法研究及实现[D].成都理工大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[50]卫瑞.基于课程标准的英语课堂教学研究[D].山西师范大学,教育学原理,2014,硕士.