金属钼在 LiTFSI-CsTFSI-MoCl3熔体中的电沉积

2021-05-31 17:58:00
何妍
原创
1341
摘要:不同温度下 LiTFSI-CsTFSI-MoCl3 熔体的电化学行为可以看出,熔体中 MoCl3 处于饱和浓度, 在 200 ℃下,在 0 V 左右的电流峰可归因于锂离子 的电化学沉积,在 1.5 V 左右,出现一个明显的阴 极电流峰,电流增加可认为是钼离子的电化学还原 峰,在 2.4 V 左右出现的阳极电流峰可认为是钼离 子的电化学氧化。

不同温度下 LiTFSI-CsTFSI-MoCl3 熔体的电化学行为见图 3。可以看出,熔体中 MoCl3 处于饱和浓度,在 200 ℃下,在 0 V 左右的电流峰可归因于锂离子的电化学沉积,在 1.5 V 左右,出现一个明显的阴极电流峰,电流增加可认为是钼离子的电化学还原峰,在 2.4 V 左右出现的阳极电流峰可认为是钼离子的电化学氧化;在 150 ℃下,除锂离子的电化学还原峰较明显外,在 1.7 V 左右出现阴极电流增加,可归因于钼离子的阴极还原,阳极扫描方向没有出现明显的阳极峰电流。基于以上电化学研究结果,在 1.4 V 进行了恒电位电解,电解温度分别为 150 和 200 ℃。在 150 ℃得到的沉积物与镍基板的附着很差,在清洗过程中,很容易脱落。200 ℃下得到的沉积物与镍基板附着较好。沉积物呈现灰黑色。图 4 是 200 ℃下,在 1.4 V 恒电位沉积 6 h 所得沉积物的形貌。可以看出,沉积物为非结晶态。沉积物的 XRD 分析中未探测到金属钼相的存在,说明得到的沉积物是非结晶态的。

采用 X 射线光电子能谱技术(XPS)对镀层进行分析,结果见图 5。用离子束对镀层进行 5~20 s 的蚀刻后,所得表面 XPS 谱图与单质钼的特征谱线对应得很好,说明镍基板上沉积了一层非晶态的金属钼。本研究目的是得到结晶态的金属钼,并与基板有良好的附着。为达到这一目的,向熔体中添加了 0.5 mol%的 LiF,实验结果表明,镀层的结晶状态并未改善。这与 S. Abedin 所得结果相左,可能是所采用的电解质体系不同所致。


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