在先進(jìn)的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置中,鋰硫電池（Lithium-sulfur battery,LSB）由于高理論比容量(1675 m Ah g^-1)和能量密度(2600 Wh kg^-1),硫正極的極低成本和無毒性等優(yōu)勢(shì)使其成為極具潛力的候選技術(shù)之一。盡管具有良好的潛能,但由于硫的利用率低以及溶解的多硫化鋰（Li₂Sn,n=4～8）的穿梭,LSB發(fā)展到商業(yè)化應(yīng)用還有一段距離。隔膜是LSB的重要組成部分,因其大量的孔徑比Li₂Sn的尺寸大得多,商業(yè)聚烯烴隔膜不能完全抑制Li₂Sn在LSB中的穿梭效應(yīng),為了解決這個(gè)問題,對(duì)聚烯烴隔膜進(jìn)行功能材料修飾是簡(jiǎn)單且有效的策略。除了能夠抑制穿梭效應(yīng),功能材料應(yīng)具備一定的導(dǎo)電性、催化活性以解決LSB硫利用率低的問題。因此,在本工作中,我們對(duì)LSB隔膜的修飾層進(jìn)行了多功能設(shè)計(jì)。多功能的修飾層既保證了電池較高的能量密度,又全面提升了電池的性能。在本論文中主要包含三部分工作內(nèi)容,分別選擇了TiO、ZnS和SnS作為隔膜上的吸附劑,三者均有不飽和金屬中心和陰離子空位... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 硫正極
        1.2.2 鋰負(fù)極
        1.2.3 電解液
        1.2.4 隔膜
    1.3 鋰硫電池存在的問題
        1.3.1 硫利用率低
        1.3.2 體積膨脹
        1.3.3 穿梭效應(yīng)
        1.3.4 金屬鋰負(fù)極
    1.4 抑制穿梭效應(yīng)的主要方法
    1.5 隔膜的優(yōu)化
        1.5.1 物理屏障
        1.5.2 化學(xué)作用
    1.6 本論文的選題背景和研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 常用材料制備
        2.2.1 硫正極的制備
        2.2.2 Li_2S_6溶液的制備
        2.2.3 Li_2S_8溶液的制備
        2.2.4 Li_2S_4溶液的制備
    2.3 材料表征
        2.3.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)和能量散射X射線譜儀(EDS)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)和選區(qū)電子衍射(SAED)
        2.3.4 拉曼光譜(Raman spectra)
        2.3.5 熱分析
        2.3.6 X射線光電子能譜分析(XPS)
    2.4 材料電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 電池裝配
        2.4.2 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試
        2.4.3 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.4.4 恒電流充放電測(cè)試
第三章 一氧化鈦納米顆粒修飾隔膜
    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)表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 一氧化鈦修飾隔膜的制備過程及分析
        3.3.2 TiO/MWCNTs隔膜的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.3.3 TiO/MWCNTs隔膜的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 硫化鋅納米顆粒復(fù)合碳納米片骨架修飾隔膜
    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)表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 硫化鋅修飾隔膜的制備過程及分析
        4.3.2 ZnS/NCNS隔膜的形貌與結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 ZnS/NCNS隔膜的電化學(xué)性能研究
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 硫化亞錫納米片復(fù)合多孔碳納米片修飾隔膜
    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)表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 硫化亞錫修飾隔膜的制備過程及分析
        5.3.2 SnS/PCNS隔膜的形貌與結(jié)構(gòu)分析
        5.3.3 SnS/PCNS隔膜的電化學(xué)性能研究
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 前景與展望
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Advanced chemical strategies for lithium-sulfur batteries: A review[J]. Xiaojing Fan,Wenwei Sun,Fancheng Meng,Aiming Xing,Jiehua Liu.  Green Energy ＆ Environment. 2018(01)



本文編號(hào)：3688939