近些年來,鋰硫電池因為其高的理論比容量(1675 mAh g^-1)、高的理論比能量(2600 Wh kg^-1)而被研究者廣泛關(guān)注。同時因為單質(zhì)硫具有儲量豐富、無毒無害、環(huán)境友好等優(yōu)點,鋰硫電池被視為最有潛力的下一代二次電池之一。但是鋰硫電池的商業(yè)化仍然受到阻礙,這是由于單質(zhì)硫差的導(dǎo)電性和充放電過程中的體積變化以及長鏈多硫化物的穿梭效應(yīng)。為了解決這些問題,本團隊以鋰硫電池中間功能層、正極材料以及修飾的隔膜為研究對象,旨在增強硫正極導(dǎo)電性,提高對單質(zhì)硫的物理限域以及對多硫化物的化學(xué)吸附,并且通過修飾的隔膜或者中間功能層來進一步抑制多硫化物溶解穿梭方面開展以下研究工作。（1）為了抑制多硫化物的穿梭效應(yīng),本文通過簡單環(huán)保的一步法策略合成蜂窩狀氮/硫共摻雜層次多孔碳（NSHPC）,然后通過調(diào)漿、涂布得到NSHPC中間功能層。測試表明,獨特蜂窩狀層次多空的NSHPC具有2543.8 m² g^-1的高比表面積和2.14cm³ g^-1的大孔體積,這將有利于電解液的滲透和鋰... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鋰硫電池的簡介
        1.2.1 鋰硫電池的電池結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.2.2 鋰硫電池存在的問題
    1.3 鋰硫電池正極材料的研究進展
        1.3.1 碳/硫復(fù)合正極材料
        1.3.2 金屬化合物/硫復(fù)合正極材料
    1.4 鋰硫電池中間功能層和修飾的隔膜的研究進展
        1.4.1 中間功能層
        1.4.2 修飾的隔膜
    1.5 本論文的研究意義及主要研究進展
第2章 實驗試劑儀器及測試方法
    2.1 實驗主要試劑和儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料物理化學(xué)性質(zhì)表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡分析
        2.2.2 透射電子顯微鏡分析
        2.2.3 X-射線衍射分析
        2.2.4 X-射線光電子能譜分析
        2.2.5 熱重分析
        2.2.6 紫外-可見分光光譜分析
        2.2.7 接觸角分析
        2.2.8 比表面積與孔徑分析
        2.2.9 拉曼光譜分析
    2.3 扣式電池的制備
        2.3.1 電極極片的制備
        2.3.2 扣式電池的組裝
    2.4 材料的電化學(xué)性能分析方法
        2.4.1 充放電性能測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 交流阻抗測試
第3章 蜂窩狀氮/硫共摻雜層次多孔碳雙功能中間功能層用于高性能鋰硫電池
    3.1 引言
    3.2 實驗
        3.2.1 NSHPC的合成
        3.2.2 單質(zhì)硫的合成
        3.2.3 NSHPC中間功能層的合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.2 電化學(xué)性能測試與分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 MoS_2 包覆的N-摻雜介孔碳球/硫復(fù)合正極和CNT/CH修飾的隔膜用于先進的鋰硫電池
    4.1 引言
    4.2 實驗
        4.2.1 CNT/CH,CNT和 CH修飾的隔膜的合成
        4.2.2 WMSNs的合成
        4.2.3 NMCS的合成
        4.2.4 NMCS@MoS_2 的合成
        4.2.5 NMCS@MoS_2/S和 NMCS/S的合成
        4.2.6 Li_2S_6 溶液的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.2 電化學(xué)性能測試與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 相互交聯(lián)碳納米管網(wǎng)絡(luò)纏繞的二硫化錫納米片用于鋰硫電池
    5.1 引言
    5.2實驗
        5.2.1 SnS_2@CNT的合成
        5.2.2 SnS_2@CNT/S和 CNT/S的合成
        5.2.3 SnS_2@CNT修飾的隔膜的合成
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        5.3.2 電化學(xué)性能測試與分析
        5.3.3 循環(huán)前后的金屬鋰片的表面形貌分析
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡介
科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]TiO2/CNTs復(fù)合材料涂覆隔膜的制備及在鋰硫電池中的應(yīng)用[J]. 官亦標(biāo),李萬隆,謝瀟怡,曲薇,沈進冉,傅凱,郭翠靜,周淑琴,范紅家,褚永金,陳人杰.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2019(03)
[2]鋰硫電池復(fù)合正極材料的制備及性能研究[J]. 謝曲,黃美紅.  電源技術(shù). 2019(02)
[3]蛋白質(zhì)制備鋰硫電池正極材料的研究[J]. 王奕文,徐紅,盧曼.  山東化工. 2018(24)
[4]金屬氫氧化物對鋰硫電池性能的影響[J]. 逯峰,金朝慶,王安邦,王維坤,趙秀英.  電源技術(shù). 2018(05)
[5]鋰硫電池用石墨烯基材料的研究進展[J]. 陳克,孫振華,方若翩,李峰,成會明.  物理化學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[6]鋰硫電池正極復(fù)合材料多壁碳納米管@介孔碳/硫的制備與性能[J]. 張小溪,馬帥,梁凱,王國靜,劉曉敏,楊暉.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[7]二維多孔碳納米材料提升鋰硫電池能量密度[J]. 曾禮娜.  廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(06)



本文編號：3192214