近年來,由于鋰硫電池具有高理論比容量,高能量密度等卓越優(yōu)勢,得到了研究人員的廣泛關(guān)注。然而,傳統(tǒng)的鋰硫電池存在以下主要缺陷:（1）單質(zhì)硫及其放電產(chǎn)物電導(dǎo)率低。硫和硫化鋰（Li₂S/Li₂S₂）的電絕緣性容易造成活性材料得不到充分循環(huán),最終造成自放電及容量快速衰減等不良現(xiàn)象;（2）中間產(chǎn)物易溶解和擴(kuò)散到電解液中。在循環(huán)過程中,中間產(chǎn)物多硫化物（Li₂S₄^Li₂S₈）會(huì)在正負(fù)極之間來回穿梭,造成活性物質(zhì)不斷損失。因此,提高正極材料導(dǎo)電率及活性物質(zhì)利用率顯得尤為重要。本文基于一種新型的共價(jià)有機(jī)框架Tp PaCOF,設(shè)計(jì)和制備了兩種新型復(fù)合材料,然后將其應(yīng)用于鋰硫電池。具體工作內(nèi)容如下:（1）通過水熱法制備出具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料Tp PaCOF@MWCNTs。這種復(fù)合材料具有大的比表面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu),同時(shí)具備優(yōu)異的電化學(xué)性能,在0.05 C的電流密度下,初始放電容量高達(dá)1242.2 m Ah?g^-1

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池概述
        1.2.1 鋰硫電池的工作機(jī)理
        1.2.2 鋰硫電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.3 正極材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 硫/碳復(fù)合材料
        1.3.2 硫/金屬化合物復(fù)合材料
        1.3.3 硫/導(dǎo)電聚合物
        1.3.4 中空結(jié)構(gòu)材料
    1.4 本工作的研究意義
    1.5 本文工作主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)藥品、儀器設(shè)備與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 紐扣電池的裝備
        2.3.1 電極片的制備
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 X射線光電子能譜儀
        2.4.2 X射線衍射
        2.4.3 掃描電子顯微鏡
        2.4.4 透射電子顯微鏡
        2.4.5 熱重分析儀
        2.4.6 紅外光譜儀
        2.4.7 比表面積測試
        2.4.8 拉曼光譜儀
    2.5 電化學(xué)性能測試
        2.5.1 恒電流充放電測試
        2.5.2 循環(huán)伏安測試
        2.5.3 交流阻抗測試
第三章 TpPa-COF@MWCNTs正極材料制備及器件研究
    3.1 TpPa-COF@MWCNTs設(shè)計(jì)思路
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及設(shè)備
        3.2.2 TpPa-COF@MWCNTs材料的制備
        3.2.3 TpPa-COF@MWCNTs/S正極材料的制備
        3.2.4 材料表征及電化學(xué)性能測試方法
    3.3 復(fù)合材料的表征
        3.3.1 微觀形貌分析
        3.3.2 熱重分析
        3.3.3 化學(xué)穩(wěn)定性分析
        3.3.4 結(jié)構(gòu)分析
        3.3.5 比表面積測試
    3.4 電化學(xué)性能分析
        3.4.1 循環(huán)伏安測試
        3.4.2 恒流充放電測試
        3.4.3 交流阻抗測試
        3.4.4 循環(huán)性能測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 N-GC-TpPa正極材料制備及器件研究
    4.1 N-GC-TpPa的設(shè)計(jì)思路
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及設(shè)備
        4.2.2 N-GC-TpPa材料的制備
        4.2.3 N-GC-TpPa/S材料的制備
        4.2.4 材料表征及電化學(xué)性能測試方法
    4.3 N-GC-TpPa/S的表征
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 比表面積及孔徑分析
        4.3.3 熱重分析
        4.3.4 結(jié)構(gòu)分析
        4.3.5 XPS分析
    4.4 電化學(xué)性能分析
        4.4.1 循環(huán)伏安測試
        4.4.2 恒電流充放電測試
        4.4.3 交流阻抗測試
        4.4.4 循環(huán)性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的論文、專利及獲獎(jiǎng)等
    論文
    專利
    獲獎(jiǎng)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]由含鋁金屬有機(jī)骨架材料制備的多孔碳在鋰硫電池中的應(yīng)用[J]. 孟憲斌,高秋明.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2014(08)
[2]不同管徑多壁碳納米管與硫含量對(duì)鋰硫電池單質(zhì)硫正極電化學(xué)性能的影響[J]. 陳君政,吳鋒,陳人杰,李麗,陳實(shí).  新型炭材料. 2013(06)
[3]Li-S電池硫正極性能衰減機(jī)理分析及研究現(xiàn)狀概述[J]. 刁巖,謝凱,洪曉斌,熊仕昭.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[4]鋰-硫二次電池界面反應(yīng)的特殊性與對(duì)策分析[J]. 艾新平,曹余良,楊漢西.  電化學(xué). 2012(03)

碩士論文
[1]介孔炭/硫復(fù)合正極材料制備及電化學(xué)性能研究[D]. 李多.大連理工大學(xué) 2013
[2]鋰硫二次電池性能研究[D]. 李翠麗.天津大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3471490