二元过渡金属硫化物对电极设计与制备文献综述

 2022-09-19 12:09

文献综述(或调研报告):

二元过渡金属硫化物对电极设计与制备文献综述

摘要:过渡金属硫化物(MS2)由于其独特的层状结构及高理论容量等优势成为锂离子电池具有巨大发展潜力的负极材料。本文针对过渡金属硫化物,采用不同的的制备方法分别制备了单金属硫化物硫化钴和硫化钼,将其用作超级电容器电极活性材料。利用XRD、SEM、TEM和XPS等技术对所制备的材料的微观结构和形貌进行了分析,同时用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等技术测试其电化学性能,并针对其电化学性能与结构的关系展开研究。

关键词:金属硫化物;超级电容器;电极材料;电化学性能

Abstract:transitionmetalsulfide(MS2)hasbecomeapotentialcathodematerialforlithiumionbatteriesduetoitsuniquelayeredstructureandhightheoreticalcapacity.Inthispaper,cobaltsulfideandmolybdenumsulfideassupercapacitorswerepreparedbydifferentpreparationmethods.ThemicrostructureandmorphologyofthepreparedmaterialswereanalyzedbyXRD,SEM,TEMandXPS,andtheirelectrochemicalpropertiesweretestedbyCV,GCDandEIS.

Keywords:metalsulfide; Supercapacitor; Electrodematerial; Electrochemicalproperties

1、前言

近年来,随着全球经济的快速发展以及人口持续增长,对化石燃料的持续燃烧加剧了全球能源危机并引起一系列的环境污染问题。因此,我们需要建立一个新颖和可持续的能量转化、储存和消耗的体系,该体系将由单一的能量消耗过程转变成为高效率的能量存储和转化循环过程。电能和化学能作为主要存储能源的储能器件成为了人们持续关注和研宄的焦点,以电能和化学能相互转化为特征的电化学能量存储器件更是能量存储和转化过程不可或缺的组成部分。目前,储能系统可用于各种大规模应用主要有四种类型:机械储能、化学储能、电容器储能和电池储能。其中,电池和超级电容器具有比能量高、循环寿命长等优点。正是这些优异的特性使二次电池和超级电容器在我们的日常生活中扮演着极其重要的角色。根据研究结果显示,超级电容器性能的好坏与电极材料的种类、构成、微观构造(包含孔径分布、孔隙率、比表面等)和组装过程的工艺存在很大的关系。同时用于构建超级电容器的电极材料很多,例如碳纳米管、石墨烯、导电聚合物、金属氧化物等,其中碳基材料的研究历史比较长,技术相对来说比较成熟,并且部分已经实现商品化生产,但缺点是其比电容较低。金属氧化物成本较高,导电聚合物的低循环稳定性限制了它们的发展,故合成性能优良的电极材料成为发展超级电容器的关键。因此,通过控制实验条件和方法来制备得到超级电容器的优良电极材料是目前研究的热点。

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