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(chǔ)設(shè)備獲得人們的廣泛關(guān)注和大量研究。然而,由于硫和多硫化物中間體導(dǎo)電性差、鋰化過程中嚴(yán)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(yīng)導(dǎo)致活性物質(zhì)的流失引起庫倫效率低等問題,嚴(yán)重阻礙了 Li-S電池進(jìn)一步發(fā)展。為了解決上述問題,人們進(jìn)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(fù)合;2)對(duì)碳基硫正極材料進(jìn)行表面化學(xué)修飾、包覆,金屬氧化物及氮化物的鑲嵌來改善硫正極的導(dǎo)電性、極性,使其與硫或多硫化物形成強(qiáng)的化學(xué)作用,從而達(dá)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(xué)修飾、不同的金屬摻雜對(duì)電極電化學(xué)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(xué)性能研究為基礎(chǔ),進(jìn)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(duì)電池電化學(xué)性能的影響。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):（1）熱溶解法制備不同硫負(fù)載量的三維多孔碳/硫復(fù)合材料（CA-S）及其電化學(xué)性能研究。通過SEM、TEM分析可以知道:材料呈現(xiàn)出一個(gè)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(luò)結(jié)構(gòu),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(xué)安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)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(zhì)硫及其放電產(chǎn)物的電絕緣特性
        1.4.2 高階聚硫化物的溶解和穿梭效應(yīng)
        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(fù)合電極
        1.5.2 傳統(tǒng)的硫/碳復(fù)合電極
        1.5.3 無機(jī)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(nèi)容及研究意義
        1.6.1 本課題的的主要內(nèi)容
        1.6.2 本課題的研究意義
第二章 實(shí)驗(yàn)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(cè)試(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡測(cè)試(TEM)
        2.2.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.2.5 氮?dú)馕摳椒?br>        2.2.6 熱失重分析
        2.2.7 元素分析
    2.3 電池電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 電池組裝
        2.3.2 恒電流充放電測(cè)試
        2.3.3 循環(huán)伏安法測(cè)試
        2.3.4 交流阻抗測(cè)試
第三章 介孔碳硫復(fù)合材料CuS-n/CA-S的制備及電化學(xué)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(fù)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(jié)構(gòu)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(fù)合材料的電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 介孔碳/硫復(fù)合材料Cu-n/CA-S的制備及電化學(xué)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(fù)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(jié)構(gòu)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(fù)合材料的電化學(xué)性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3645614