鋰硫電池的理論比容量為1675 mAhg-1,由于其較高的能量密度2500Wh/kg,遠(yuǎn)高于商業(yè)化的鋰離子電池,同時硫具有儲量豐富、價格低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點,因此鋰硫電池成為下一代高能量鋰電池的候選。但是鋰硫電池還存在硫的導(dǎo)電性差、“穿梭效應(yīng)”、體積膨脹效應(yīng)、“雙低”問題等缺點而阻礙了其商業(yè)化應(yīng)用。首先,針對鋰硫電池中的中間產(chǎn)物的溶出及“穿梭效應(yīng)”問題,本文提出在商業(yè)化Celgard隔膜上涂覆Li+-Nafion（鋰離子化全氟磺酸樹脂）和聚氧化乙烯（PEO）共混樹脂得到復(fù)合隔膜（NP/Celgard）。由于傳統(tǒng)的Celgard膜吸收電解液能力弱,鋰離子傳導(dǎo)阻抗較大,而NP/Celgard中的PEO吸收電解液能力較強(qiáng),可以降低電化學(xué)反應(yīng)中的電荷轉(zhuǎn)移阻抗,有利于高倍率充放電。當(dāng)Li+-Nafion和PEO共混樹脂中添加導(dǎo)電劑Super P,并涂敷于Celgard隔膜,得到夾層隔膜SNP/Celgard。由于PEO和Super P具有很好的吸液能力,有效降低正極材料與隔膜之間的界面阻抗,同時還可以進(jìn)一步提高電子和離子傳導(dǎo)、降低電荷轉(zhuǎn)移阻抗,由此獲得高容量及優(yōu)異的高倍率充放電性能。其中,將正極... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池簡介
        1.2.1 鋰硫電池工作原理
        1.2.2 鋰硫電池存在的問題
    1.3 鋰硫電池研究現(xiàn)狀
        1.3.1 含硫正極材料研究進(jìn)展
        1.3.2 功能性中間層的研究進(jìn)展
        1.3.3 電解液的優(yōu)化
    1.4 鋰硫電池應(yīng)用研究進(jìn)展
    1.5 本課題研究目的與內(nèi)容
2. 實驗方法
    2.1 實驗原料
    2.2 材料的制備
        2.2.1 大孔碳(MPC)的制備
        2.2.2 硫碳復(fù)合材料(S/MPC)的制備
        2.2.3 Li~+-Nafion的制備
        2.2.4 聚硫化鋰(Li_2S_x)溶液的制備
    2.3 材料表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 環(huán)境掃描電子顯微鏡
        2.3.3 高分辨透射電子顯微鏡
        2.3.4 熱重分析
        2.3.5 X射線光電子能譜
        2.3.6 比表面積測試
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 恒流充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安法
        2.4.3 交流阻抗譜測試
3. 多功能隔膜中間層對鋰硫電池性能的影響
    3.1 引言
    3.2 材料的制備及電池的組裝
        3.2.1 多功能層狀隔膜的制備
        3.2.2 扣式電池的組裝
        3.2.3 物理及電化學(xué)表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD
        3.3.2 TG
        3.3.3 復(fù)合隔膜的形貌分析
        3.3.4 不同隔膜的電化學(xué)性能
        3.3.5 SNP/Celgard隔膜中不同含量的Super P
        3.3.6 不同載量及載硫量的正極
        3.3.7 正極材料的形貌分析
        3.3.8 EDX
    3.5 本章小結(jié)
4. 鉆酸鋰添加荊對鋰硫電池性能的影響
    4.1 引言
    4.2 扣式電池的組裝及結(jié)構(gòu)表征
        4.2.1 電池的組裝
        4.2.2 表征
    4.3 材料的電化學(xué)性能
    4.4 添加劑粒徑和含量對循環(huán)性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
5. 商容量軟包裝鋰硫電池的制備
    5.1 引言
    5.2 電池的組裝
        5.2.1 扣式電池的組裝
        5.2.2 軟包裝電池的組裝
    5.3 扣式電池性能
    5.4 軟包裝電池性能
    5.5 本章小結(jié)
6. 結(jié)論與展望
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 本文存在的不足和展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科巧成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國外鋰硫電池研究進(jìn)展[J]. 賈旭平.  電源技術(shù). 2014(09)
[2]高性能鋰硫電池材料研究進(jìn)展[J]. 梁宵,溫兆銀,劉宇.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)

博士論文
[1]網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)碳/硫復(fù)合材料的制備及其在鋰硫電池中的電化學(xué)性能研究[D]. 苗力孝.北京理工大學(xué) 2014
[2]高容量鋰二次電池關(guān)鍵材料及儲鋰性能研究[D]. 何敏.華中科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]甲醇電化學(xué)氧化催化劑的研究[D]. 卜興軍.浙江大學(xué) 2015
[2]鋰硫電池碳—硫復(fù)合材料中碳載體的雜化納米結(jié)構(gòu)設(shè)計和氮摻雜改性研究[D]. 謝靜.中南大學(xué) 2014
[3]二氧化鈦材料電化學(xué)嵌脫鋰行為研究[D]. 唐莎莎.浙江大學(xué) 2014
[4]鋰硫電池硫/碳復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能[D]. 崔曉蘭.天津大學(xué) 2013
[5]過渡金屬修飾二氧化鈦光催化的研究[D]. 馬士良.浙江大學(xué) 2013
[6]鋰硫二次電池水性粘結(jié)劑[D]. 姚真東.上海交通大學(xué) 2012
[7]直接肼燃料電池的研究[D]. 勞紹江.浙江大學(xué) 2010
[8]新型聚合物鋰離子電池的研制[D]. 高飛.天津大學(xué) 2005



本文編號：3228277