导　　师： 杨黎春

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 水系铝离子电池因其安全性能良好、电解液制作简单无毒、导电率高和环境友好而成为目前的研究热点。本论文以三氧化钼为主要研究对象,探索了其在水系铝离子电池中的电化学性能,并通过结构调控对其电化学储铝性能进行优化,主要内容包括:1.MoO3纳米带。以钼粉为原材料,H2O2为氧化剂,通过高温水热,得到MoO3纳米带。在1 mol L-1 AlCl3中测试MoO3纳米带的电化学性能,可知其CV曲线有三对明显的氧化还原峰,证明在充放电过程中,存在Al3+的嵌入和脱出,其可以作为水系铝离子电池负极材料。在电流密度为1 A g-1时,循环5000次后,能够保持49.2 mA h g-1的可逆比容量。在5 A g-1的电流密度下,循环20000次后,MoO3//rGO全电池可保持65.6mA h g-1的可逆比容量（以MoO3纳米带活性物质的量计算）。2.MoO3-x纳米带。以乙醇作为还原剂,通过高温水热,制备含氧空位MoO3-x纳米带。氧空位的存在,增大离子扩散通道和导电率,有效改善储铝性能。通过调节还原温度,可以获得不同含量的氧空位。经过对比优化,110 oC合成的含氧空位MoO3-x-110纳米带表现出最优的储铝性能。在电流密度为1 A g-1时,循环5000次后,能够保持88.6mA h g-1的可逆比容量。当电流密度为5 A g-1时,循环20000次后,MoO3-x-110//rGO全电池可保持144.5 mA h g-1的可逆比容量,远大于MoO3//rGO全电池的可逆比容量65.6mA h g-1。3.MoO3@PPy复合纳米带。以过硫酸铵作为引发剂,通过冰水浴,制备均匀PPy层包覆MoO3纳米带的复合物。PPy层有效稳定了纳米带的结构,明显改善MoO3纳米带循环性能。通过调节吡咯单体的含量,可以控制PPy层的厚度。经过对比优化,MoO3@PPy-0.05复合纳米带表现出最优的储铝性能。在10 A g-1的电流密度下,MoO3@PPy-0.05复合纳米带表现了135.1 mA h g-1的初始比容量,循环2000次,容量保持率为65.5%,远大于MoO3纳米带的容量保持率17.3%。在5 A g-1的电流

关 键 词： 水系铝离子电池 三氧化钼 氧空位 导电聚合物 循环稳定性

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