隨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻,人類對(duì)太陽(yáng)能等清潔可再生能源的需求與日俱增。然而,如何將太陽(yáng)能和風(fēng)能等間歇性的清潔能源轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)持續(xù)的有效儲(chǔ)存是影響人們能源使用的關(guān)鍵所在。鋰硫電池由于質(zhì)量比容量和體積比容量高,能量密度大,且硫單質(zhì)資源豐富等優(yōu)點(diǎn),受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛青睞,是最有前景的新一代能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。然而,硫單質(zhì)導(dǎo)電性差,充放電過(guò)程中易發(fā)生體積膨脹以及多硫化物的溶解等問(wèn)題導(dǎo)致電池庫(kù)倫效率低、穩(wěn)定性差。這些問(wèn)題限制了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用。為了解決鋰硫電池中遇到的問(wèn)題,研究者常常將硫與其他導(dǎo)電材料和具有固硫效果的材料進(jìn)行結(jié)合,試圖打破其鋰硫電池實(shí)際使用過(guò)程中的限制。碳材料由成本低廉,導(dǎo)電性好備受廣大研究者們的青睞;而金屬氧化物材料由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),能提供豐富的極性活性位點(diǎn)吸附多硫化物,有效地抑制多硫化物的溶解,緩解由穿梭效應(yīng)引起的電池穩(wěn)定性差的問(wèn)題,廣泛應(yīng)用在鋰硫電池的研究中。因此將碳和金屬氧化物起來(lái),有望充分利用二者的優(yōu)點(diǎn),從而全面提升鋰硫電池的使用性能。本文選取了常見(jiàn)的TiO₂和MnO₂為研究對(duì)象,通過(guò)與碳材料進(jìn)行復(fù)合,制備了... 

【文章來(lái)源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

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【部分圖文】：

鋰離子電池充放電示意圖

一種以單質(zhì)硫作為正極電極材料，基于“轉(zhuǎn)換型可再充鋰電池。硫與鋰完全反應(yīng)生成硫化鋰600 Wh kg-1，其理論比容量高達(dá) 1675 mAh g-1，[14]。此外，單質(zhì)硫自然界含量豐富、價(jià)格低廉且硫電池在電池領(lǐng)域具有較大的發(fā)展前景。作原理負(fù)極材料一般為金屬鋰，而正極材料通常為單質(zhì)鋰硫電池工作原理示意圖如圖 1-2 所示，在放產(chǎn)生 Li+和電子，Li+在電場(chǎng)作用下通過(guò)電解質(zhì)路遷移到正極，從而產(chǎn)生電流。硫在正極接受電過(guò)程發(fā)生可逆反應(yīng)。電池電極反應(yīng)如下：極：16Li 16Li++16e-極：S8+16Li++16e-8Li2S 池總反應(yīng)：S8+16Li 8Li2S

圖 1-3 鋰硫電池電壓曲線[14]。歷史60 年代問(wèn)世以來(lái)，鋰硫電池電池一直被認(rèn)為是有裝置，引起全世界范圍的研究興趣。然而，隨著更穩(wěn)定的電化學(xué)性能和更長(zhǎng)的使用壽命的儲(chǔ)能發(fā)展一度停滯不前。在 2000 年以后，隨著包括在內(nèi)的新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)電池能量密度提新回到人們的視野。鋰硫電池具有高的理論比高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)硫作為正極材料還具有點(diǎn)，使得鋰硫電池成為電化學(xué)儲(chǔ)能裝置中最有前未有的關(guān)注[15]。在的主要問(wèn)題及解決方案?jìng)鹘y(tǒng)的鋰離子電池相比，具有容量高、成本低鋰硫電池在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中本身仍有許多問(wèn)題化道路的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面。和放電產(chǎn)物（硫化鋰）的導(dǎo)電率都很低，導(dǎo)致


本文編號(hào)：2941800