伴隨著物質(zhì)文明的不斷發(fā)展,人們對能量的需求量與日俱增。鋰硫電池作為一種新型的能量儲存系統(tǒng),由于其高能量密度和低材料成本,適用于從固定電網(wǎng)存儲到移動電動汽車的多種新興應(yīng)用之中,理論能量密度達(dá)到2600 Wh kg^-1,受到研究者們的廣泛關(guān)注。相比現(xiàn)有的鋰離子電池,因?yàn)槟芰看鎯C(jī)制的本質(zhì)不同,鋰硫電池有很明顯的優(yōu)勢,然而到目前為止,由于電池目前能實(shí)現(xiàn)的能量密度與它的理論值還有很大的一段距離,并存在容量衰減速度快,循環(huán)壽命不長等未解決的技術(shù)難題,導(dǎo)致鋰硫電池并未批量化商業(yè)生產(chǎn),仍處在一個研發(fā)實(shí)驗(yàn)階段。大量研究者分析了鋰硫電池的結(jié)構(gòu)和工作原理,得出主要原因是電池內(nèi)部活性物質(zhì)的元素硫是一種絕緣體,其電子電導(dǎo)率很低,并且反應(yīng)過程中的多硫化鋰易溶于電解質(zhì)中,產(chǎn)生了“穿梭效應(yīng)”。本學(xué)位論文針對鋰硫電池在內(nèi)部反應(yīng)過程中存在的一系列阻礙其性能進(jìn)一步提升的難題,將從硫正極改性這個方面深入設(shè)計(jì)和開展實(shí)驗(yàn),來探索鋰硫電池性能改性的一些相關(guān)影響因素�；谏虡I(yè)化P25,固相法制備導(dǎo)電Ti₄O₇納米顆粒,并探究其對硫正極結(jié)構(gòu)和性能的影響;采用溶劑熱輔助...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池簡介
        1.2.1 鋰硫電池的工作原理
    1.3 鋰硫電池存在的問題
        1.3.1 活性材料的絕緣性
        1.3.2 穿梭效應(yīng)
        1.3.3 正極結(jié)構(gòu)的破壞
        1.3.4 自放電效應(yīng)
    1.4 鋰硫電池的國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.4.1 鋰硫電池正極改性
        1.4.2 鋰硫電池隔膜改性
        1.4.3 鋰硫電池其他方面的改性
    1.5 本文的選題依據(jù)和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 材料物理測試及表征
        2.3.1 X射線粉末衍射
        2.3.2 比表面積測試
        2.3.3 掃描電子顯微鏡測試
        2.3.4 透射電子顯微鏡測試
        2.3.5 熱重分析
    2.4 電化學(xué)性能表征
        2.4.1 循環(huán)伏安測試
        2.4.2 電化學(xué)阻抗測試
        2.4.3 電池充放電測試
第三章 基于商業(yè)化P25制TI₄O₇納米顆粒及其電化學(xué)行為研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 純相Ti₄O₇顆粒的制備
        3.2.2 TiO₂顆粒/S及Ti₄O₇顆粒/S的復(fù)合材料制備
        3.2.3 極片制備及電池的組裝和測試
    3.3 材料的表征
        3.3.1 XRD物相分析
        3.3.2 SEM形貌分析
        3.3.3 TEM形貌分析
    3.4 電化學(xué)性能分析
        3.4.1 循環(huán)和倍率性能
        3.4.2 首次放電曲線
        3.4.3 電化學(xué)阻抗譜
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于溶劑熱輔助法制備不同形貌TI₄O₇及其電化學(xué)行為研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 純相Ti₄O₇顆粒和Ti₄O₇棒的制備
        4.2.2 Ti₄O₇顆粒/S及Ti₄O₇棒/S復(fù)合正極材料及正極極片的制備
        4.2.3 電池的組裝和測試
    4.3 材料的表征
        4.3.1 XRD物相分析
        4.3.2 熱重分析
        4.3.3 SEM、TEM形貌分析
        4.3.4 晶格參數(shù)值和BET分析結(jié)果
    4.4 電化學(xué)性能分析
        4.4.1 循環(huán)伏安曲線和首次放電曲線
        4.4.2 循環(huán)和倍率性能
        4.4.3 電化學(xué)阻抗譜
    4.5 本章小結(jié)
第五章 TI₄O₇納米棒/多層石墨烯復(fù)合材料制備及其電化學(xué)行為研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 氫氣還原制備Ti₄O₇棒與多層石墨烯的復(fù)合物
        5.2.2 Ti₄O₇棒復(fù)合多層石墨烯/S復(fù)合正極的制備
        5.2.3 電池的組裝和測試
    5.3 材料的表征
        5.3.1 SEM和TEM形貌分析
    5.4 電化學(xué)性能分析
        5.4.1 循環(huán)和倍率性能
        5.4.2 首次放電曲線
        5.4.3 電化學(xué)阻抗譜
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況



本文編號：3918286