鋰硫電池是一類以硫為正極、金屬鋰為負極的二次電池。由于單質(zhì)硫的理論比容量高達1675 mAh/g,金屬鋰的理論比容量為3860 mAh/g,因此鋰硫電池的理論能量密度可達2600 Wh/kg,再加上硫的儲量豐富、價格低廉,使得鋰硫電池成為倍受關(guān)注的一類二次電池。但鋰硫電池面臨單質(zhì)硫與硫化鋰的高絕緣性、充放電過程中較大的體積變化、充放電中間產(chǎn)物多硫化物溶解擴散導致的“穿梭效應”、鋰硫電池低溫性能較差等難題,阻礙了鋰硫電池的商業(yè)化進程。解決上述難題的思路之一是通過合理設計正極材料來提升電池的整體性能,而聚苯胺在鋰硫電池領域具有較大的應用潛力。因為它不僅能作為導電材料提升正極材料的導電性,且聚苯胺分子鏈上帶有孤對電子的氮原子能夠吸附中間產(chǎn)物Li2Sn,有可能提升正極活性物質(zhì)的利用率。本論文從聚苯胺鋰硫電池正極材料的設計與制備出發(fā),合成了聚苯胺/硫/碳復合正極材料以改善鋰硫電池的容量與循環(huán)穩(wěn)定性。另外,我們發(fā)現(xiàn)通過合理設計電荷轉(zhuǎn)移中間體加速被聚苯胺束縛在正極材料內(nèi)部的多硫化物的平衡過程,能夠改善鋰硫電池低溫性能。本論文取得的主要結(jié)果如下:1.設計并合成了低含量聚苯胺包覆硫碳復合正極材料,此復合... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 研究背景
    1.1 鋰硫電池及其研究進展
        1.1.1 鋰硫電池充放電機理
        1.1.2 影響正極材料的主要因素
        1.1.3 鋰硫電池研究方向
    1.2 聚苯胺概述
        1.2.1 聚苯胺的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.2 聚苯胺在鋰硫電池中的應用
    1.3 本論文的研究思路
第2章 實驗部分
    2.1 實驗所用的主要試劑及廠家
    2.2 鋰硫電池正極的制備
        2.2.1 基于低含量聚苯胺涂層復合材料的制備
        2.2.2 二次涂覆聚苯胺復合材料的制備
        2.2.3 聚苯胺鋰硫電池低溫性能實驗
    2.3 鋰硫電池的制備
        2.3.1 電解液的配制
        2.3.2 電池的組裝
    2.4 儀器與測試
第3章 低含量聚苯胺包覆硫碳納米復合材料
    3.1 前言
    3.2 低含量聚苯胺包覆硫碳納米復合材料的設計
    3.3 聚苯胺涂層含量模型的建立
    3.4 低含量聚苯胺包覆硫碳納米復合材料的表征
    3.5 電化學性能測試
    3.6 小結(jié)
第4章 二次涂覆聚苯胺復合材料
    4.1 前言
    4.2 二次涂覆聚苯胺/硫碳復合材料的設計
    4.3 二次涂覆聚苯胺/硫碳復合材料的表征
    4.4 電化學性能測試
    4.5 小結(jié)
第5章 聚苯胺鋰硫電池低溫性能的改進
    5.1 前言
    5.2 實驗設計
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]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：3631558