隨著世界能源危機、排放升級的加快,人類的經(jīng)濟發(fā)展和生存受到了嚴(yán)重威脅。因此開發(fā)新型儲能材料是降低能源投資建設(shè)成本、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新手段。鋰硫電池因能量密度高,續(xù)航持久,綠色環(huán)保,而且制造過程成本極低等優(yōu)勢被廣泛關(guān)注和研究。但是卻因硫利用率低、穿梭效應(yīng)、體積膨脹等問題而限制其發(fā)展。因此針對以上問題開發(fā)設(shè)計具有優(yōu)異電化學(xué)性能的正極材料迫在眉睫。而金屬硫化物來源廣泛,并且具有極性以促進化學(xué)反應(yīng)的進行。因此本文基于金屬硫化物中的硫化亞錫,采用不同碳源對其進行改性制備復(fù)合材料并應(yīng)用于鋰硫電池正極,并系統(tǒng)對該材料的電化學(xué)性能進行評估。主要研究內(nèi)容如下:（1）通過一步水熱法,構(gòu)建了具有導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)花狀硫化亞錫和碳納米管（SnS@CNTs）復(fù)合材料作為硫主體,以二硫化碳溶劑法制備了 SnS@CNTs/S正極材料。碳納米管穿插在花狀硫化亞錫間,為納米花之間的電子/離子傳輸提供了高速通道從而提高了活性材料的利用率�；谔技{米管改性后,復(fù)合材料就有豐富的界面功能位點,SnS@CNTs/S電極提供了優(yōu)異的充放電比容量,在0.1C的電流密度下表現(xiàn)出的初始容量高達1314.4 mAh g-1,在0.5C的電流密度下... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

部短路和重大安全隱患｜２１］。除了形成鋰枝晶外，穿梭的??可溶性ＬｉＰＳ中間體還可以與金屬Ｌｉ反應(yīng)并鈍化陽極表面［２２—２４］。陽極上形成的“死??鋰”無法為長期循環(huán)提供足夠的Ｌｉ?＋離子，這導(dǎo)致電池的庫侖效率差，甚至充放??電過程迅速終止。??Ｓ?＾３?４＾?ＵｊＳ?呤喻洲咖《／￡卿《?ｕ＞ｗ?ｅ？＜＊＊？ｃｖ??一一＾＾＊＊＊＂＾?參?軌、??Ｗｆ?＾?ｘ＾＼ｋ＾％＼ｋ?ｆ?１??Ａ?３??ｈ＾：Ｔ＊＞?〇＊?Ｃｊ＾ｏａｔ?＾?ｉｃ？ｃ？？ｒｅｖ？ｒｕ＾??圖１．２鋰硫電池存在問題［２５！??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｂｌｅｍｓ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ－ｓｕｌｆｕｒ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??１．３鋰硫電池正極材料研究進展??鋰硫電池比其他電池相比都表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，但是在充放電中的??化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜，從而帶來許多挑戰(zhàn)和考驗。因此，亟需對硫正極材料進行??廣泛研宄，以實現(xiàn)鋰硫電池優(yōu)異的電化學(xué)性能。理想的硫正極材料通常滿足以??下特性：（１）具有高導(dǎo)電率以確保充放電過程的進行；（２）對多硫化物的強吸??附以抑制穿梭效應(yīng)；（３）具備充足的空間和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以儲存硫且緩沖體積膨??脹。目前，硫正極材料的改性研宄主要從結(jié)構(gòu)和種類兩個方面著手，而碳材料??４??

９８?Ｖ處的還原峰表示長鏈多硫化鋰進一步還原為短鏈??Ｌｉ２Ｓ／Ｌｉ２Ｓ２?［１１７，丨１８］。然而，同樣條件下，ＳｎＳ／Ｓ的第一個還原峰基本消失。在充電過??程中，ＳｎＳ＠ＣＮＴｓ／Ｓ和ＳｎＳ／Ｓ均在２．４Ｖ附近出現(xiàn)了氧化峰，代表Ｌｉ２Ｓｎ?（論１）氧化??為Ｓ８的過程［１１９１。在電壓一定的條件下，ＳｎＳ＠ＣＮＴｓ／Ｓ電極表現(xiàn)出更大的響應(yīng)電流，??揭示了?ＳｎＳ＠ＣＮＴｓ／Ｓ比ＳｎＳ／Ｓ具有更快的電化學(xué)動力學(xué)過程。電化學(xué)阻抗譜（ＥＩＳ）??進一步驗證了復(fù)合材料中提高的動力學(xué)過程。如圖３．４ｂ中，與ＳｎＳ／Ｓ的Ｒｃｔ?（９８．４?Ｑ）??相比，ＳｎＳ＠ＣＮＴｓ／Ｓ電極表現(xiàn)出更小的電荷轉(zhuǎn)移電阻（６６．５Ｑ），這主要由于碳納米??管的改性可以有效提高電極電導(dǎo)率，加速了電子和離子的傳輸，進一步提升活性物??質(zhì)的儲存利用，從而有效提升了多硫化物的氧化還原反應(yīng)。???????４５?ｉ???????（ａ）?３?——Ｓｒ紙■?（ｂ）Ａｎ?＂?ＳｎＳ＃ＣＮＴｓ／Ｓ??＇?７?—ＳｎＳ／Ｓ?Ａ?＇?ｒ?４０?＊?？?ＳｌｉＳ／Ｓ??！：：氛“，＇?／??、：／?ｖｖ??—２?？?＂＂?１，１?．?ｍ．ｊ?ｉ?ｔ?－?ｌｉ?１?＾?ｗ?ｉ?Ｑ?＂＂?＇＾１１?＇＾１１１?ｎ??＾?？?１?ｖ???＂?ｋ?１?１?１?＇＊?ｉ???ｉ?１?????１．６?１．８?２．０?２．２?２．４?２．６?２，８?０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０??Ｖｏｉｔａｇｅ（Ｖ）??圖３．４?ＳｎＳ＠ＣＮＴｓ／Ｓ和ＳｎＳ／Ｓ樣品的（ａ）?ＣＶ和（ｂ）能斯特曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?３．４?（ａ）?ＣＶ?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]芘對聚苯胺鋰硫電池低溫性能的影響機制研究[J]. 姚玉潔,路崎,高紅,王獻紅,王佛松.  高分子學(xué)報. 2017(09)



本文編號：2908701