鋰硫電池因其高的比容量及能量密度,作為一種非常有前景的能源存儲設備獲得人們的廣泛關注和大量研究。然而,由于硫和多硫化物中間體導電性差、鋰化過程中嚴重的體積膨脹以及充放電過程中多硫化鋰溶解引起的穿梭效應導致活性物質的流失引起庫倫效率低等問題,嚴重阻礙了 Li-S電池進一步發(fā)展。為了解決上述問題,人們進行了大量的研究,其中包括:1)將多孔碳材料和硫或硫化鋰復合;2)對碳基硫正極材料進行表面化學修飾、包覆,金屬氧化物及氮化物的鑲嵌來改善硫正極的導電性、極性,使其與硫或多硫化物形成強的化學作用,從而達到穩(wěn)定多硫化物的作用。然而,碳載體的類型、碳基材料表面化學修飾、不同的金屬摻雜對電極電化學性能的影響還存在大量空白。本文以碳/硫正極材料的制備及電化學性能研究為基礎,進一步探究不同類型的碳材料以及不同金屬修飾下的硫正極材料對電池電化學性能的影響。本文主要研究內容包括以下幾點:（1）熱溶解法制備不同硫負載量的三維多孔碳/硫復合材料（CA-S）及其電化學性能研究。通過SEM、TEM分析可以知道:材料呈現(xiàn)出一個良好的球形形貌窄粒度以及相互連通的孔道和三維多孔互聯(lián)網(wǎng)絡結構,有效提高了材料的比表面積,CA和... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池概述
    1.3 鋰硫電池的發(fā)展歷程
    1.4 鋰硫電池面臨的挑戰(zhàn)
        1.4.1 單質硫及其放電產物的電絕緣特性
        1.4.2 高階聚硫化物的溶解和穿梭效應
        1.4.3 硫正極的體積改變
    1.5 鋰硫電池正極材料
        1.5.1 傳統(tǒng)的硫復合電極
        1.5.2 傳統(tǒng)的硫/碳復合電極
        1.5.3 無機材料
        1.5.4 高分子聚合物
        1.5.5 碳納米材料
    1.6 本課題的主要內容及研究意義
        1.6.1 本課題的的主要內容
        1.6.2 本課題的研究意義
第二章 實驗部分
    2.1 主要試劑及儀器
    2.2 材料樣品表征方法
        2.2.1 X射線衍射測試(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡測試(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡測試(TEM)
        2.2.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.2.5 氮氣吸脫附分
        2.2.6 熱失重分析
        2.2.7 元素分析
    2.3 電池電化學性能測試
        2.3.1 電池組裝
        2.3.2 恒電流充放電測試
        2.3.3 循環(huán)伏安法測試
        2.3.4 交流阻抗測試
第三章 介孔碳硫復合材料CuS-n/CA-S的制備及電化學性能研究
    3.1 材料的制備
        3.1.1 多孔碳納米微球的制備
        3.1.2 CuS-n/CA復合材料的制備
        3.1.3 CA-S和CuS-n/CA-S電極材料的制備
    3.2 材料的結構表征分析
        3.2.1 CA和CuS-n/CA電極材料的SEM分析
        3.2.2 CA和CuS-n/CA電極材料的TEM分析
    3.3 CA和CuS-n/CA-S復合材料的電化學性能分析
    3.4 本章小結
第四章 介孔碳/硫復合材料Cu-n/CA-S的制備及電化學性能研究
    4.1 Cu-n/CA-S合成
        4.1.1 多孔碳納米微球的制備
        4.1.2 CA和CuS-n/CA復合材料的制備
        4.1.3 CA-S和Cu-n/CA-S電極材料的制備
    4.2 材料的結構表征分析
        4.2.1 SEM和TEM表征
        4.2.2 XRD表征
        4.2.3 BET表征
    4.3 熱重分析
    4.4 CA-S和Cu-n/CA-S復合材料的電化學性能分析
    4.5 本章小結
第五章 結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3645614