盡管鋰離子電池在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用,但其能量密度幾乎已接近理論值的極限,無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)今人們對(duì)長(zhǎng)循環(huán)、高容量?jī)?chǔ)能裝置的需求。鋰硫電池因其高理論比容（1675 mAh/g）和能量密度（2600 mWh/g）,以及活性物質(zhì)硫儲(chǔ)量豐富、無(wú)毒低價(jià),受到越來(lái)越多研究者們的青睞,成為極具應(yīng)用前景的新一代二次電池。但其在商業(yè)化道路上,還面臨一些問(wèn)題:硫及其產(chǎn)物是電子和離子的絕緣體;反應(yīng)前后活性材料體積變化大;中間產(chǎn)物易溶于電解液引發(fā)“穿梭效應(yīng)”以及鋰負(fù)極枝晶等。針對(duì)上述問(wèn)題,本文系統(tǒng)地研究了鋰硫電池的正/負(fù)極材料改性,設(shè)計(jì)復(fù)合材料夾層和隔膜構(gòu)建新型電池結(jié)構(gòu),并開(kāi)拓新型制備方法,采用物理氣相沉積技術(shù)（電子束蒸發(fā)和磁控濺射）構(gòu)筑復(fù)合材料。首先,深入探討了微/介/大孔炭的孔特性與電化學(xué)性能的關(guān)系;再以?xún)?yōu)選多孔炭為基體,制備氧化鐵/多孔炭復(fù)合材料對(duì)正極進(jìn)行改性;然后,設(shè)計(jì)多孔炭紙/氧化鋁復(fù)合材料夾層、氮化鈦/微/介孔炭復(fù)合材料隔膜涂層,改變電池結(jié)構(gòu);最后,創(chuàng)新地在鋰負(fù)極表面包覆金屬銅膜,保護(hù)鋰負(fù)極,抑制鋰枝晶生長(zhǎng)。本文主要研究工作和成果如下:分別以蔗糖、葡萄糖為炭源,納米碳酸鈣為模板,制備微/介/大孔炭材料。... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：136 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 鋰硫電池工作機(jī)理
        1.2.2 鋰硫電池面臨的問(wèn)題
        1.2.3 鋰硫電池國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.3 鋰硫電池正極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 硫/炭復(fù)合材料
        1.3.2 硫/金屬化合物復(fù)合材料
        1.3.3 硫化鋰正極材料
    1.4 鋰硫電池功能性?shī)A層/隔膜研究進(jìn)展
        1.4.1 多功能夾層
        1.4.2 多功能隔膜
    1.5 鋰硫電池負(fù)極研究進(jìn)展
    1.6 本論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 微/介/大孔炭材料的孔特性與電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)主要材料和設(shè)備
        2.2.2 材料制備
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 材料表征分析
        2.3.2 電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氧化鐵/多孔炭/硫復(fù)合正極材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料制備
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 材料表征分析
        3.3.2 電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 多孔炭紙/氧化鋁雙面中間層的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料制備
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 材料表征分析
        4.3.2 電化學(xué)性能
        4.3.3 材料功能驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氮化鈦協(xié)同微/介孔炭改性隔膜的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 材料制備
        5.2.2 材料表征
        5.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 材料表征分析
        5.3.2 電化學(xué)性能
        5.3.3 材料演變及作用機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第六章 銅膜改性鋰負(fù)極的制備及鋰硫電池性能研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 材料制備
        6.2.2 材料表征
        6.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 材料表征分析
        6.3.2 電化學(xué)性能
    6.4 結(jié)論
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高比能鋰硫二次電池研究進(jìn)展[J]. 吳奕環(huán),喬志軍.  能源與節(jié)能. 2016(03)
[2]Scientific and technological challenges toward application of lithium–sulfur batteries[J]. 殷雅俠,姚胡蓉,郭玉國(guó).  Chinese Physics B. 2016(01)
[3]國(guó)外鋰硫電池研究進(jìn)展[J]. 賈旭平.  電源技術(shù). 2014(09)
[4]蘇州納米所高倍率超長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰硫電池研究獲進(jìn)展[J].   人工晶體學(xué)報(bào). 2014(08)
[5]高比能鋰硫電池關(guān)鍵材料的研究[J]. 王維坤,余仲寶,苑克國(guó),王安邦,楊裕生.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)



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