鋰硫電池具有高理論質(zhì)量能量密度(2600 Wh/kg)、體積能量密度因而成為人們的研究熱點。但是鋰硫電池在商業(yè)化過程中仍然存在多方面的限制:一是單質(zhì)硫的導(dǎo)電性較差,制約電池倍率性能的提升;二是活性物質(zhì)硫在充放電過程中的中間產(chǎn)物多硫化物易溶解于電解液,引起嚴(yán)重的“穿梭效應(yīng)”,導(dǎo)致容量的快速衰減與較低的庫侖效率。針對上述問題,我們采用熔融法制備氟化鋁/硫復(fù)合材料,并測試氟化鋁對多硫化物的吸附性。然后采用導(dǎo)電性較好竹炭作為載硫的基底材料,用液相法制備竹炭/硫復(fù)合材料。最后綜合氟化鋁對多硫化物的吸附性與竹炭導(dǎo)電性好的優(yōu)點,制備竹炭/硫/氟化鋁的復(fù)合材料,并對其結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能進行表征及測試。論文的研究內(nèi)容主要分為以下三個部分:(1)針對鋰硫電池在反應(yīng)過程中多硫化物易溶解于電解液的問題,利用氟化鋁對多硫化物具有強吸附性的特點,采用熔融法合成硫含量為70%氟化鋁/硫復(fù)合材料。在0.2 C倍率條件下,氟化鋁/硫復(fù)合材料的首次放電比容量為999 mAh/g,循環(huán)100次后放電比容量為602 mAh/g,其容量保持率為60.3%,表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。說明氟化鋁的吸附特性可以有效的抑制多硫化物的... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鋰硫電池工作原理圖［３６］??正如上文簡述鋰硫電池工作原理，在電池循環(huán)過程中正負(fù)極發(fā)生的充放電??

圖１．２鋰硫電池恒電流充放電曲線和ＣＶ曲線［４２］??

??圖１．３鋰硫電池穿梭效應(yīng)示意圖Ｍ??（１）多硫化物的穿梭效應(yīng)。圖１．３是鋰硫電池穿梭效應(yīng)的示意圖，穿梭效應(yīng)??指的是在循環(huán)過程中形成具有不同的形貌與結(jié)構(gòu)的多硫化物［９￣５７］。鋰離子電池主??要是依靠鋰離子在正負(fù)極之間穿梭，是一種鋰化與去鋰化的反應(yīng)［５８１。與此不同的??是，鋰硫電池主要是可逆的化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生了一系列的多硫化物。尤其是，這些??中間產(chǎn)物多硫化物很容易溶解于電解液，不僅導(dǎo)致活性物質(zhì)的損失［５９］，而且容易??引起負(fù)極的鈍化。引起鈍化的原因是鋰負(fù)極表面沉積一層導(dǎo)電性差的硫化鋰，從??而降低了整個電池的性能［６Ｇ，６１１。而且，多硫化物持續(xù)性的溶解導(dǎo)致材料形態(tài)結(jié)構(gòu)??的改變從而引起更嚴(yán)重的穿梭效應(yīng)，最終導(dǎo)致電極的退化。這個過程實際上對應(yīng)??的是長鏈多硫化物擴散通過隔膜到鋰負(fù)極，然后被還原成了短鏈的多硫化物。短??鏈的多硫化物在正極轉(zhuǎn)變?yōu)殚L鏈的多硫化物。這種可溶解性擾亂了硫在導(dǎo)電骨架??的均勻分散


本文編號：2927321