發(fā)布時間：2024-03-19 22:14

　　隨著科技的發(fā)展,人們對電池性能的要求日益提高。鋰硫電池由于具有較高的理論能量密度(2600 Wh/kg)和理論比容量(1675 mAh/g),成為人們研究的熱點。但是,鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用受到了單質(zhì)硫的導(dǎo)電性差和反應(yīng)中間產(chǎn)物多硫化物易溶解等問題的制約。研究人員通常將硫與氧化物、導(dǎo)電聚合物或碳納米材料復(fù)合,改善鋰硫電池的電化學性能。蛋白石頁巖中SiO2含量超過80%,而SiO2納米顆粒中的Si-O鍵可以有效地吸附多硫化物,同時蛋白石頁巖有良好的離子交換能力和親硫性。聚苯胺導(dǎo)電性好,環(huán)境穩(wěn)定性高,且不溶于電解液,有獨特的質(zhì)子摻雜機制,同時其表面有特殊的官能團和獨特的鏈結(jié)構(gòu),可與硫或多硫化物發(fā)生化學作用,從而達到良好的束硫效果。因此,本論文以蛋白石頁巖為載硫體,制備了蛋白石頁巖/硫復(fù)合材料和蛋白石頁巖/硫-聚苯胺復(fù)合材料,并對其形貌、結(jié)構(gòu)和電化學性能進行較為系統(tǒng)的分析測試。研究內(nèi)容主要分為以下三個部分:(1)對蛋白石頁巖原材料進行簡單的預(yù)處理,通過熔融法制備不同含硫量(40%、50%和60%)的蛋白石頁巖/硫復(fù)合材料。含硫50%的蛋白石頁巖/硫復(fù)合材料的電化學性能最好,其在0.2 C倍率下,...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1不同二次電池體系的體積能量密度和質(zhì)量能量密度對比

第1章緒論硫電池概述非可再生能源消耗量的不斷增大，人口激增和環(huán)境污染等問題人們對高效、綠色能源的需求愈發(fā)迫切。因此，大力發(fā)展新能解決這些問題行之有效且最有前景的方法之一。新能源汽車的業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響，是整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈對非可再溫度突變、環(huán)境資源保護和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變等突....

圖1.2鋰硫電池的結(jié)構(gòu)類型[16]

00和3500Wh/kg，遠遠超過了目前已商業(yè)化應(yīng)用的鋰離子電池。但是，由于階段科學技術(shù)水平的制約，使得鋰空氣電池的實際生產(chǎn)應(yīng)用受到了嚴重的阻礙。而鋰硫電池將硫作為正極材料，具有環(huán)保、無毒、資源豐富、價格低廉、作工藝簡單等優(yōu)點，從而不僅可以提高電池的能量密度，還可以大大降低....

圖1.3鋰硫電池的工作原理圖

是通過硫-硫鍵的斷裂和生成完成電能和化學能的相互轉(zhuǎn)化[19]。時，負極失去電子，產(chǎn)生的鋰離子在電解液中由負極移動至正極，而失去的則在外電路中通過流動產(chǎn)生電能，從而實現(xiàn)對外部電路的供能；充電時，在電壓的作用下，原有的鋰離子和電子由正極反向移動到負極，將電能轉(zhuǎn)化成能儲存起來。

圖1.4鋰硫電池典型的充放電曲線圖

(1.7)(1.8)鋰硫電池典型的充放電曲線如圖1.4所示[23]。由圖可知，鋰硫電池在放電過程中有2個電壓平臺，高壓的放電平臺保持在2.1~2.4V范圍內(nèi)，對應(yīng)固相的S8得到電子，還原生成較高價態(tài)的聚硫離子Sn2-(4≤n≤8)，Sn2-(4≤n≤8)與鋰離子(Li+)結(jié)合，....

本文編號：3932632