在新能源的格局下,基于鋰離子動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車（EV）已成為全球下一代汽車的主要發(fā)展方向之一。然而,以鈷酸鋰和磷酸鐵鋰為正極的鋰離子電池面臨著實(shí)際能量密度較低、電池管理系統(tǒng)極為復(fù)雜和續(xù)駛里程不足等問(wèn)題,迫切需要突破已有鋰離子電池技術(shù)的瓶頸,開(kāi)發(fā)出能量密度更高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、倍率性能優(yōu)越且成本低的新型動(dòng)力電池體系。鋰硫電池的理論比容量高,活性物質(zhì)硫儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、安全低毒,被廣泛認(rèn)為是最具發(fā)展前景的下一代動(dòng)力電池體系之一。然而,硫正極存在的問(wèn)題是制約鋰硫電池實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)障礙:中間產(chǎn)物多硫化鋰溶解于電解液形成的“穿梭效應(yīng)”以及“硫-（多）硫化物”轉(zhuǎn)變過(guò)程中發(fā)生顯著的體積變化,嚴(yán)重影響了正極的結(jié)構(gòu)和循環(huán)穩(wěn)定性;盡管在正極中引入多孔碳材料可以提高導(dǎo)電性,但高倍率下活性物質(zhì)利用率低的問(wèn)題仍未解決。因此,如何在充分發(fā)揮鋰硫電池高能量密度優(yōu)勢(shì)的同時(shí),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)良好的循環(huán)性能和高倍率性能是當(dāng)前電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。將硫封裝于碳材料的內(nèi)部可以使正極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,但要降低多硫化物的溶解概率,就必須充分減少其與電解液的接觸界面;而良好的倍率性能,則要求正極不僅具有優(yōu)良的電子導(dǎo)電性,還要保證硫與電解... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

典型的鋰硫電池充放電曲線

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位論文 些溶劑難以進(jìn)入微孔中，微孔中的多硫化物與去溶劑化的鋰離子會(huì)進(jìn)行“準(zhǔn)固態(tài)反應(yīng)，這不僅延緩了多硫化鋰的鋰化使放電電壓降低，而且防止了易溶的長(zhǎng)鏈多化物的生成，保證了電池循環(huán)壽命（圖 1-2）。但是微孔的比孔容小不能存儲(chǔ)大量硫且會(huì)導(dǎo)致工作電壓下降，犧牲了電池的能量密度[23]。因此，同時(shí)具有微、介孔構(gòu)的碳材料才能使鋰硫電池具有更好的電化學(xué)性能。

.03%[211]；以及 Nazar 課題組[212]以吡啶 N 含量高達(dá) 5為導(dǎo)電基底制備的高面密度的硫正極，以 0.5C 循環(huán) 1500 次的長(zhǎng)循環(huán)，每圈放電比容量?jī)H衰減 0.04%。因極的循環(huán)性能，而 Xu 等人[211]發(fā)現(xiàn) N 摻雜量過(guò)高，會(huì) N 摻雜提高鋰硫電池循環(huán)壽命的原理，研究者們進(jìn)行面的探索。盡管 N 在碳材料中可能的存在多種形式的>N-、=N-、>N+<和-N=O 等，但是在后續(xù)加熱-熔融制分容易分解、-N=O 會(huì)被 C 還原、而-CN 則會(huì)轉(zhuǎn)化成更1]。根據(jù)高分辨 XPS 分析結(jié)合能在 398~404 eV 的吸收在形式主要有三種，分別是吡啶 N，吡咯 N 和四級(jí) Ninitio 計(jì)算發(fā)現(xiàn)[209, 212]，吡啶 N 和吡咯 N 中含有強(qiáng)孤對(duì)以有效地吸附正電性的 Li+，形成 LiSxLi+···N 從而對(duì)多，在保證導(dǎo)電性的前提下，獲得高含量的吡咯、吡啶最大限度的提高碳/硫復(fù)合材料的穩(wěn)定循環(huán)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]規(guī)�；植际絻�(chǔ)能的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究綜述[J]. 李建林,馬會(huì)萌,袁曉冬,王展,葛樂(lè).  電網(wǎng)技術(shù). 2017(10)
[2]電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行控制與應(yīng)用方法綜述及展望[J]. 李相俊,王上行,惠東.  電網(wǎng)技術(shù). 2017(10)
[3]儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域發(fā)表文章和專利概覽綜述[J]. 王朔,周格,禹習(xí)謙,李泓.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2017(04)
[4]Search for better materials for rechargeable electric energy storage[J]. Guozhong Cao.  National Science Review. 2017(01)
[5]Progress and directions in low-cost redox-flow batteries for large-scale energy storage[J]. Bin Li,Jun Liu.  National Science Review. 2017(01)
[6]風(fēng)光電站儲(chǔ)能電池研究綜述[J]. 蘇荻,鄒黎,韓冬冬,呂曉麗,鄒雪.  電測(cè)與儀表. 2017(01)
[7]電動(dòng)汽車電池技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 劉燁,鄭燕萍,孫偉明,朱靜.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2016(04)
[8]儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 李佳琦.  電子測(cè)試. 2015(18)
[9]CeO2納米晶的添加對(duì)鋰硫電池電化學(xué)性能的影響[J]. 馬國(guó)強(qiáng),溫兆銀,王清松,靳俊,吳相偉,張敬超.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(09)
[10]電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰離子電池壽命問(wèn)題研究綜述[J]. 戴海峰,周艷新,顧偉軍,魏學(xué)哲,孫澤昌.  電源技術(shù). 2014(10)



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