石墨烯/碳/二氧化硅(硅)多孔微球負(fù)載硫/硫化硒的制備及其電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-24 21:43
鋰硫電池由于具備超高的能量密度(2600 Wh/kg)、豐富地原材料以及安全等一系列優(yōu)點(diǎn)而備受研究者們的關(guān)注。然而,硫正極導(dǎo)電性差、充放電體積變化大以及活性物質(zhì)利用率低等諸多問(wèn)題阻礙了鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用。目前,解決這些問(wèn)題最常用的方法就是將導(dǎo)電多孔碳材料與一些極性物質(zhì)(如:金屬氧化物等)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)提高復(fù)合材料導(dǎo)電性和緩解充放電體積變化的目的,并能通過(guò)物理和化學(xué)吸附雙控制來(lái)有效抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)。硒(Se)摻雜硫正極獲得硫化硒(SexSy)由于能夠綜合硫的高容量以及硒相對(duì)高的穩(wěn)定性和導(dǎo)電性而深受喜愛(ài),但硫化硒的導(dǎo)電性仍不夠理想還有待提高,此外,充放電過(guò)程中的多硫/硒化物溶解、穿梭效應(yīng)等問(wèn)題仍需克服,解決這類(lèi)問(wèn)題同樣是將硫化硒負(fù)載到導(dǎo)電碳/極性物質(zhì)復(fù)合材料中去。對(duì)此,本文以石墨烯和碳為基體,二氧化硅(SiO2)為添加物,通過(guò)噴霧干燥法和鎂熱還原法構(gòu)筑了石墨烯/碳/二氧化硅(G/C/SiO2)和石墨烯/碳/二氧化硅/硅(G/C/SiO2/Si)負(fù)載硫/硫化硒復(fù)合電極材料,并研...
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池工作原理圖
圖 1. 2 鋰硫電池首次充放電曲線(xiàn)圖[20].2 Discharge and charge voltage profile of the first cycle of Li-S b充放電過(guò)程極為復(fù)雜,目前為止,研究者對(duì)其中具體間產(chǎn)物并未有很明確的認(rèn)識(shí)。然而,對(duì)于放電反應(yīng)過(guò)段[20, 21],如圖 1.2 所示::固相(硫)向液相(多硫化物)轉(zhuǎn)變過(guò)程,在這個(gè)-2.3 V 的電壓平臺(tái)向可溶性的長(zhǎng)鏈 Li2S8轉(zhuǎn)變,具體反應(yīng)S8+ 2Li → Li2S8段:液相轉(zhuǎn)變過(guò)程,隨著反應(yīng)的逐步進(jìn)行,高電壓平臺(tái)(平臺(tái)(2.0 V 左右)轉(zhuǎn)變。在這個(gè)階段,相應(yīng)長(zhǎng)鏈的 4)發(fā)生轉(zhuǎn)變,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Li2Sn鏈長(zhǎng)逐漸降低,Li2S8+ 2Li → Li2S8-n+ Li2Sn(n≥4) 段:液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^(guò)程,反應(yīng)發(fā)生在相對(duì)較低的電
圖 1. 3 鋰硫電池中多硫化物穿梭效應(yīng)示意圖[26]Schematic illustration of the polysulfide shuttle effect in Li -S ba響硫電池體系中離子傳輸?shù)妮d體,是其獲得高電壓、高一般由有機(jī)溶劑(高純度)、電解質(zhì)鋰鹽、添加劑物件下配制而成。鋰硫電池是一個(gè)電極反應(yīng)發(fā)生在導(dǎo)電系。此外,硫和 Li2Sn均可溶于市面上大多數(shù)有機(jī)電解電,在電池內(nèi)部的移動(dòng)是無(wú)法避免的。在充放電過(guò)程中存在,電解液的濃度、溶劑、溶質(zhì)和溫度等各種因素性能。正極材料研究進(jìn)展于其超高的理論比能量(2600 Wh/kg)等優(yōu)勢(shì)而備受電過(guò)程中除了前文所述的氧化還原反應(yīng)過(guò)程外,還有
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料LiFePO4改性的研究進(jìn)展[J]. 曾凡菊,譚永前,余幼勝,張頌. 河南科技. 2014(03)
[2]鋰硫電池正極用硫碳復(fù)合材料的制備和電化學(xué)研究[J]. 吳鋒,吳生先,陳人杰,陳實(shí),王國(guó)慶. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(08)
[3]摻鈷鎳酸鋰正極材料的研究進(jìn)展[J]. 侯雷,馮銳,許寒. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2009(08)
本文編號(hào):3456036
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池工作原理圖
圖 1. 2 鋰硫電池首次充放電曲線(xiàn)圖[20].2 Discharge and charge voltage profile of the first cycle of Li-S b充放電過(guò)程極為復(fù)雜,目前為止,研究者對(duì)其中具體間產(chǎn)物并未有很明確的認(rèn)識(shí)。然而,對(duì)于放電反應(yīng)過(guò)段[20, 21],如圖 1.2 所示::固相(硫)向液相(多硫化物)轉(zhuǎn)變過(guò)程,在這個(gè)-2.3 V 的電壓平臺(tái)向可溶性的長(zhǎng)鏈 Li2S8轉(zhuǎn)變,具體反應(yīng)S8+ 2Li → Li2S8段:液相轉(zhuǎn)變過(guò)程,隨著反應(yīng)的逐步進(jìn)行,高電壓平臺(tái)(平臺(tái)(2.0 V 左右)轉(zhuǎn)變。在這個(gè)階段,相應(yīng)長(zhǎng)鏈的 4)發(fā)生轉(zhuǎn)變,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Li2Sn鏈長(zhǎng)逐漸降低,Li2S8+ 2Li → Li2S8-n+ Li2Sn(n≥4) 段:液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^(guò)程,反應(yīng)發(fā)生在相對(duì)較低的電
圖 1. 3 鋰硫電池中多硫化物穿梭效應(yīng)示意圖[26]Schematic illustration of the polysulfide shuttle effect in Li -S ba響硫電池體系中離子傳輸?shù)妮d體,是其獲得高電壓、高一般由有機(jī)溶劑(高純度)、電解質(zhì)鋰鹽、添加劑物件下配制而成。鋰硫電池是一個(gè)電極反應(yīng)發(fā)生在導(dǎo)電系。此外,硫和 Li2Sn均可溶于市面上大多數(shù)有機(jī)電解電,在電池內(nèi)部的移動(dòng)是無(wú)法避免的。在充放電過(guò)程中存在,電解液的濃度、溶劑、溶質(zhì)和溫度等各種因素性能。正極材料研究進(jìn)展于其超高的理論比能量(2600 Wh/kg)等優(yōu)勢(shì)而備受電過(guò)程中除了前文所述的氧化還原反應(yīng)過(guò)程外,還有
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料LiFePO4改性的研究進(jìn)展[J]. 曾凡菊,譚永前,余幼勝,張頌. 河南科技. 2014(03)
[2]鋰硫電池正極用硫碳復(fù)合材料的制備和電化學(xué)研究[J]. 吳鋒,吳生先,陳人杰,陳實(shí),王國(guó)慶. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(08)
[3]摻鈷鎳酸鋰正極材料的研究進(jìn)展[J]. 侯雷,馮銳,許寒. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2009(08)
本文編號(hào):3456036
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