鋰硫電池具有較高的理論比容量和較高的理論比能量,元素硫儲(chǔ)量豐富,價(jià)格低廉,無(wú)毒無(wú)污染。然而,鋰硫電池也存在很多問(wèn)題阻礙其商業(yè)化發(fā)展:元素硫及放電中間產(chǎn)物導(dǎo)電性差,導(dǎo)致活性物質(zhì)利用率低;“穿梭效應(yīng)”縮短了電池循環(huán)壽命;當(dāng)硫被還原成硫化鋰時(shí),由于兩物質(zhì)的密度差異產(chǎn)生約80%的體積膨脹,這會(huì)造成正極結(jié)構(gòu)的坍塌;鋰枝晶會(huì)刺穿隔膜造成電池短路等等。針對(duì)以上問(wèn)題,本論文設(shè)計(jì)了一種納米片填充型空心球新結(jié)構(gòu)鋰硫電池正極材料,具體如下:（1）納米片填充型空心碳球的制備。以富氮的多巴胺為碳源,以50-80 nm的納米碳酸鈣為模板和活化劑,制備了一種富氮的多孔碳納米片填充型空心碳球材料（F-HCS）并用于鋰硫電池正極。高含量的氮元素增加化學(xué)固硫效果,碳材料優(yōu)異的導(dǎo)電性中和了硫?qū)щ娦圆顔?wèn)題,另外,填充了多孔碳納米片的空心碳球不僅具有較大的比表面積（166.85 m²/g）,經(jīng)過(guò)CO₂氣體的活化產(chǎn)生的豐富的介孔結(jié)構(gòu)有利于多硫化物的物理限制。還有利于電解液的浸潤(rùn),進(jìn)而增加了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。該電極用于鋰硫電池正極,取得了較好的電化學(xué)性能。在載硫量為68.12%時(shí),在0.... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 鋰硫電池概述
        1.1.1 鋰硫電池簡(jiǎn)介
        1.1.2 鋰硫電池的工作原理
        1.1.3 鋰硫電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.2 硫正極的研究進(jìn)展
        1.2.1 碳/硫復(fù)合正極
        1.2.2 導(dǎo)電聚合物/硫復(fù)合材料
        1.2.3 金屬氧化物、硫化物、氮化物/硫復(fù)合材料
        1.2.4 金屬/硫復(fù)合材料
    1.3 本文的選題意義及研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 X射線衍射
        2.2.4 熱重分析
        2.2.5 氮?dú)獾葴匚摳?br>    2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 電池組裝
        2.3.2 電化學(xué)性能測(cè)試
3 新型F-HCS/S復(fù)合材料的制備及鋰硫電池性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3 材料（PDA-CaCO₃）的制備">        3.2.1 聚多巴胺包覆CaCO₃ 材料（PDA-CaCO₃）的制備
3 材料（SiO2-PDA-CaCO₃）的制備">        3.2.2 二氧化硅包覆PDA-CaCO₃ 材料（SiO2-PDA-CaCO₃）的制備
        3.2.3 多孔碳納米片填充的空心球（F-HCS）的制備
        3.2.4 空心碳球的制備
        3.2.5 F-HCS/S、HCS/S復(fù)合材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 F-HCS/S、HCS/S復(fù)合材料的合成路線
        3.3.2 F-HCS/S、HCS/S材料的結(jié)構(gòu)與組成分析
        3.3.3 F-HCS/S、HCS/S電極的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
4 Ni@F-HCS/S復(fù)合材料的制備及其鋰硫電池性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 填充多孔碳納米片的空心球的制備
3）₂`6H2O/F-HCS復(fù)合材料的制備">        4.2.2 Ni（NO<sub>3</sub>）<sub>2</sub>`6H2O/F-HCS復(fù)合材料的制備
        4.2.3 Ni@F-HCS、r-F-HCS材料的制備
        4.2.4 Ni@F-HCS/S、r-F-HCS/S復(fù)合材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Ni@F-HCS/S復(fù)合材料的合成路線
        4.3.2 Ni@F-HCS、Ni@F-HCS/S結(jié)構(gòu)與組成分析
        4.3.3 Ni@F-HCS/S的電化學(xué)性能分析
        4.3.4 Ni@F-HCS/S電極的催化性能分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：2925369