鋰硫電池用硫/淀粉基炭復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究
發(fā)布時間:2024-02-15 11:24
鋰硫電池因為其不僅理論容量高(1675mAh/g)而且能量密度高達(dá)2600Wh/kg等突出優(yōu)點,所以吸引了科研人員的高度關(guān)注。此外自然界中硫含量十分豐富,所以鋰硫電池也被認(rèn)為下一代最有前景的鋰離子電池正極材料之一[1-2]。然而,鋰硫電池的發(fā)展同樣也面臨著很多的困難與挑戰(zhàn)。首先,硫正極在充放電過程中容易形成易溶于電解液中的多硫化物,大大的影響了硫的利用率。此外,硫和中間體多硫化物的絕緣性導(dǎo)致鋰硫電池內(nèi)阻較大和充放電速率降低。另外,單質(zhì)硫在循環(huán)過程中體積膨脹嚴(yán)重,導(dǎo)致正極材料結(jié)構(gòu)損壞。因此需要對鋰硫電池進(jìn)行更進(jìn)一步的研究來克服這些問題。本文以食用玉米淀粉為原料,通過高溫炭化、氫氧化鉀活化制備出淀粉基多孔炭微球,然后在管式爐中與硫進(jìn)行熱熔,制備硫/淀粉基多孔炭復(fù)合材料,初步探討了硫含量的變化對硫/淀粉基多孔炭復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響,并進(jìn)一步研究了用聚苯胺作為包覆層對硫/多孔炭復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。首先,在溫度600°C下炭化,制備出均勻分散的淀粉基炭球(CS),然后經(jīng)KOH 800°C活化造孔,制備出均勻分散的淀粉基多孔炭球(ACS),并對樣品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究...
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
本文編號:3899664
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【部分圖文】:
圖1.1典型的Li-S電池中涉及的轉(zhuǎn)化過程
],二次電池的新概念變得非常重要。硫元素不僅環(huán),特別是原油煉油工藝產(chǎn)生了豐富的硫,可用于回容量,當(dāng)以鋰金屬作為陽極材料時,硫陰極的理論為一種有吸引力的陰極材料,氧化還原電位約為2離子電池相比,鋰硫電池在比能量和比容量方面都的除鋰氧電池以外的能量密度最高的二次鋰電池體池原理次電池....
圖1.2傳統(tǒng)Li-S電池的典型放電曲線
士學(xué)位論文/g。Li-S電池的典型放電曲線示于圖1.2所示[26]。在放電期程使硫減少以形成多硫化物中間體(Li2Sx,x=2-8)直至最圖1.2中能夠觀察到鋰硫電池放電過程中出現(xiàn)2.4V和2.0V對應(yīng)長鏈多硫化鋰(Li2Sx,4≤x)和短鏈多硫化鋰(Li2S....
圖3.4(a)淀粉原料、(b、d)CS與(c、e)ACS的SEM圖
3.5(d)分別是155°C,300°C,250°C,330°C下ACS與硫復(fù)合物在100倍下觀察到的形貌圖,記為S/ACS(155°C),S/ACS(250°C),S/ACS(330°C)?梢,在1000與2000倍下均能觀察到復(fù)合物為均勻分散的規(guī)則球形....
本文編號:3899664
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