鋰硫（Li-S）電池具有高理論能量密度和理論比容量、原材料來源廣泛、對環(huán)境無污染等優(yōu)勢,在儲能領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景,因而引起了人們的廣泛關(guān)注。作為Li-S電池正極的關(guān)鍵組成部分之一,粘結(jié)劑的作用是將活性材料,導(dǎo)電碳和集電器緊密連接在一起;同時,粘合劑應(yīng)具有大量的固硫位點(diǎn)。然而,目前粘結(jié)劑的發(fā)展主要存在固硫效果差的問題。因此,本文設(shè)計(jì)合成了含不同陽離子的聚砜粘結(jié)劑,該粘結(jié)劑通過陽離子和多硫化物負(fù)離子之間的靜電相互作用有效吸附放電過程中產(chǎn)生的多硫化物,防止多硫化物進(jìn)入醚類電解液,提高Li-S電池的固硫效果。論文考察了陽離子結(jié)構(gòu)與粘結(jié)劑固硫效果及其他電化學(xué)性能之間的關(guān)系,主要研究內(nèi)容如下:（1）不同陽離子功能化聚砜粘結(jié)劑制備及其電化學(xué)性能。首先對聚砜進(jìn)行氯甲基化得到不同氯甲基化程度的氯甲基化聚砜,再分別以1-甲基咪唑、三乙胺、N-甲基嗎啉作為離子化試劑,得到三種帶有不同陽離子化聚砜粘結(jié)劑。通過吸附實(shí)驗(yàn)、X射線光電子能譜及電化學(xué)手段考察了離子官能團(tuán)種類對多硫化物的吸附作用強(qiáng)弱的影響,并與陽離子聚砜粘結(jié)劑在醚類電解液中的電離程度相關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn),1-甲基咪唑化聚砜粘結(jié)劑在三種荷正電粘結(jié)劑中性能... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：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 鋰硫電池的簡介
        1.1.2 鋰硫電池的工作原理
        1.1.3 鋰硫電池存在的問題
    1.2 鋰硫電池粘結(jié)劑的研究進(jìn)展
        1.2.1 偏氟乙烯與其他單體的共聚物
        1.2.2 氨基官能化聚合物
        1.2.3 羥基官能化粘結(jié)劑
        1.2.4 羧基官能化粘結(jié)劑
        1.2.5 陽離子聚合物粘結(jié)劑
    1.3 論文的選題意義及研究內(nèi)容
2 不同離子結(jié)構(gòu)聚砜粘結(jié)劑的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    2.1 研究背景
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
        2.2.2 三種單離子型陽離子聚合物粘結(jié)劑的合成
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 電池組裝與測試
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 CMPSF、PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo的核磁表征
        2.3.2 碳硫復(fù)合材料的熱重分析
        2.3.3 離子濃度對粘結(jié)劑電化學(xué)性能的影響
        2.3.4 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三種粘結(jié)劑的吸附實(shí)驗(yàn)
        2.3.5 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三種粘結(jié)劑的XPS分析
        2.3.6 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三種粘結(jié)劑的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
3 雙離子化聚砜粘結(jié)劑的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    3.1 研究背景
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
        3.2.2 PSF-DABCO-Me I的合成
        3.2.3 材料的表征
        3.2.4 電池的制備與測試
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 碳硫復(fù)合材料的熱重分析
        3.3.3PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI三種粘結(jié)劑的吸附實(shí)驗(yàn)
        3.3.4 PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI三種粘結(jié)劑的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
4 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


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Multifunctional binder designs for lithium-sulfur batteries[J]. Qi Qi,Xiaohui Lv,Wei Lv,Quan-Hong Yang.  Journal of Energy Chemistry. 2019(12)
[2]Housing Sulfur in Polymer Composite Frameworks for Li–S Batteries[J]. Luke Hencz,Hao Chen,Han Yeu Ling,Yazhou Wang,Chao Lai,Huijun Zhao,Shanqing Zhang.  Nano-Micro Letters. 2019(01)



本文編號：3484092