近年來,元素硫因其自身具有的諸多特點,成為最具潛在應(yīng)用價值的下一代正極活性材料之一。在開發(fā)的電化學(xué)儲能系統(tǒng)中,鋰-硫電池以其較高的理論能量密度,較低的環(huán)境影響和低廉的成本優(yōu)勢成為最具前景的二次電池。在鋰-硫電池的電化學(xué)反應(yīng)過程中,鋰金屬被氧化,硫在放電過程中與鋰離子反應(yīng)。基于硫和鋰之間的可逆氧化（?）還原反應(yīng)（16 Li+ S8（?）8Li2S）,硫電極理論上可以達到1672mAh g-1的比容量,理論能量密度高達2600 Whkg-1,鋰-硫電池工作電壓平臺（包括1.9-2.1 V和2.4 V（vs.Li+/Li））。但是,硫電極還存在幾個問題,如硫的絕緣性（25℃下的電子導(dǎo)電率為S×10-30Scm-1）;鋰化/脫鋰過程中,硫發(fā)生較大的體積膨脹;中間放電產(chǎn)物多硫化物（Li2Sn,4≤n≤8）在電解液中的溶解以及在充放電過程中產(chǎn)生的穿梭效應(yīng)等,導(dǎo)致它的循環(huán)壽命差,比容量低,活性物質(zhì)利用率低。為了改善這些缺陷,本論文中,我們從以下幾個方面著手研究:（1）制備納米硫;（2）將硫與導(dǎo)電聚合物復(fù)合;（3）將硫顆粒用石墨烯包裹再與導(dǎo)電聚合物復(fù)合;（4）與金屬硫化物進行復(fù)合。（1）采用液相沉淀法... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池綜合概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的特點
        1.2.3 鋰離子電池的工作原理
        1.2.4 鋰離子電池的基本構(gòu)造
    1.3 鋰離子電池負極材料
    1.4 鋰離子電池正極材料
    1.5 鋰-硫電池
        1.5.1 鋰-硫電池的電化學(xué)反應(yīng)機理
        1.5.2 鋰-硫電池研究進展
    1.6 本課題的來源和具體研究工作
第2章 實驗使用試劑及相關(guān)儀器
    2.1 實驗使用的主要試劑
    2.2 實驗主要儀器
    2.3 主要測試方法
    2.4 測試電極的制備及電池組裝
        2.4.1 測試電極的制備
        2.4.2 電池的組裝
第3章 S/PANi材料的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 硫納米粒子制備
        3.2.2 S/PANi的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 TG分析
        3.3.2 紅外和拉曼光譜分析
        3.3.3 XRD物相定性分析
        3.3.4 SEM和TEM分析
        3.3.5 電導(dǎo)率測試
        3.3.6 電池在1.5-3.0 V電壓范圍內(nèi)的循環(huán)伏安分析
        3.3.7 電池在1.5-3.0 V電壓范圍內(nèi)充放電曲線分析
        3.3.8 電池在1.5-3.0 V電壓范圍內(nèi)循環(huán)性能測試
        3.3.9 電池在1.5-3.0 V電壓范圍內(nèi)交流阻抗分析
        3.3.10 電池在1.5-3.0 V電壓范圍內(nèi)循環(huán)伏安曲線分析
    3.4 本章小節(jié)
第4章 石墨烯摻雜改性S/PANi樣品材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 氧化石墨烯的制備
        4.2.2 S@rGO/PANi復(fù)合材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 TG-DTG分析
        4.3.2 紅外和拉曼光譜分析
        4.3.3 XRD分析
        4.3.4 S@rGO/PANi樣品掃描電鏡和透射電鏡分析
        4.3.5 S@rGO/PANi表面分析(XPS)
        4.3.6 S@rGO/PANi樣品充放電以及循環(huán)性能分析
        4.3.7 S@rGO/PANi樣品循環(huán)伏安曲線分析
        4.3.8 S@rGO/PANi樣品交流阻抗分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 二硫化鈷/石墨烯復(fù)合硫電極材料的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 CoS_2/rGO的制備
        5.2.2 S@CoS_2/rGO的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 TG-DTG分析
        5.3.2 XRD分析
        5.3.3 拉曼光譜分析
        5.3.4 SEM分析
        5.3.5 TEM分析
        5.3.6 S@CoS_2/rGO表面分析(XPS)
        5.3.7 BET分析
        5.3.8 電池在0.005-3.0 V電壓范圍內(nèi)電化學(xué)性能分析
        5.3.9 電池在0.005-3.0 V電壓范圍內(nèi)循環(huán)伏安分析
        5.3.10 電化學(xué)阻抗分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池Li3-xMxN（M:Co,Ni,Cu）系列負極材料研究進展[J]. 孫顥,何向明,李建軍,任建國,姜長印,萬春榮.  化工新型材料. 2006(10)
[2]溶膠凝膠法合成鋰離子電池正極材料LiMn2O4[J]. 何向明,王莉,張國昀,姜長印,萬春榮.  電化學(xué). 2006(01)
[3]鋰離子蓄電池電解液研究進展[J]. 高陽,謝曉華,解晶瑩,劉慶國.  電源技術(shù). 2003(05)
[4]球磨法制備鋰金屬氮化物及電化學(xué)性能研究[J]. 王可,楊軍,解晶瑩,劉宇,王保峰.  無機材料學(xué)報. 2003(04)
[5]鋰離子電池及其電解液[J]. 李強,鐘光祥.  浙江化工. 2002(03)



本文編號：3433046