隨著能源需求量的增加,人們對環(huán)境保護(hù)意識的提高,低能量密度的鉛酸電池以及傳統(tǒng)鋰離子電池已不能滿足人類的需求。因此,急需研究和開發(fā)新的高能量存儲體系。由于硫的高理論比容量以及硒的高導(dǎo)電率,硫、硒基鋰二次電池脫穎而出。但是無論是鋰硫電池、鋰硒電池還是硫化硒電池在充放電過程中都會面臨體積膨脹和充放電過程中多硫/硒化鋰溶解在電解液中的“穿梭效應(yīng)”帶來的容量衰減快、庫侖效率低等問題。本研究首先將制備的磷摻雜多孔碳（P-C）作為硫和硒的載體應(yīng)用于正極改性,并在普通隔膜表面涂覆P-C,制備P-C涂層隔膜組裝電池。從正極和隔膜兩個方面開展研究,利用正極、涂層以及隔膜的三明治結(jié)構(gòu)對多硫/硒化物在穿過隔膜前進(jìn)行攔截達(dá)到二次利用的目的,從而提高活性物質(zhì)的利用率和電池的電化學(xué)性能,主要研究內(nèi)容包括:（1）通過加熱熔融的方法使升華硫灌入磷摻雜多孔碳的孔隙,制備P-C/S正極材料,同時使用P-C涂層隔膜組裝鋰硫電池。多孔結(jié)構(gòu)既可以作為硫的導(dǎo)電骨架,還可以限制多硫化物中間體的穿梭,磷摻雜多孔碳與多硫化物之間存在物理吸附和化學(xué)鍵合作用,不僅可以有效抑制“穿梭效應(yīng)”,還可提高活性物質(zhì)利用率。在0.1 C倍率下首次放電比... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池的概述及研究進(jìn)展
        1.2.1 鋰硫電池的簡介
        1.2.2 鋰硫電池存在的問題
        1.2.3 鋰硫電池研究進(jìn)展
    1.3 鋰硒電池的概述及研究進(jìn)展
        1.3.1 鋰硒電池的簡介
        1.3.2 鋰硒電池存在的問題
    1.4 二硫化硒電池的概述及研究進(jìn)展
        1.4.1 二硫化硒電池的簡介
        1.4.2 二硫化硒硒電池的研究進(jìn)展
    1.5 本文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 磷摻雜多孔碳的制備及其對鋰硫電池電化學(xué)性能的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 磷摻雜多孔碳材料的制備
        2.2.4 磷摻雜多孔碳/硫正極材料的制備
        2.2.5 Super P/S復(fù)合材料的制備
        2.2.6 P-C涂層隔膜的制備
        2.2.7 電池的組裝
    2.3 表征方法
        2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.3.4 熱重(TG)分析
        2.3.5 電化學(xué)性能表征
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 XRD物相分析
        2.4.2 SEM分析
        2.4.3 XPS分析
        2.4.4 熱重分析
        2.4.5 循環(huán)性能分析
        2.4.6 循環(huán)伏安分析
        2.4.7 交流阻抗分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 磷摻雜多孔碳對鋰硒電池電化學(xué)性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 磷摻雜多孔碳材料的制備
        3.2.4 磷摻雜多孔碳/硒復(fù)合材料的制備
        3.2.5 P-C涂層隔膜的制備
        3.2.6 Super P涂層隔膜的制備
        3.2.7 電池的組裝
    3.3 表征方法
        3.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        3.3.3 熱重(TG)分析
        3.3.4 電化學(xué)性能表征
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 XRD 分析
        3.4.2 SEM 分析
        3.4.3 熱重分析
        3.4.4 循環(huán)性能分析
        3.4.5 循環(huán)伏安分析
        3.4.6 交流阻抗分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 二硫化硒@聚噻吩/還原氧化石墨烯的制備及磷摻雜多孔碳對其鋰電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 SeS_2的制備
        4.2.4 SeS_2@PEDOT的制備
        4.2.5 SeS_2@PEDOT@RGO的制備
        4.2.6 二硫化硒電池正極材料的制備
        4.2.7 P-C涂層隔膜的制備
        4.2.8 電池的組裝
    4.3 表征方法
        4.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        4.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        4.3.3 熱重(TG)分析
        4.3.4 拉曼光譜分析
        4.3.5 電化學(xué)性能表征
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 XRD分析
        4.4.2 拉曼分析
        4.4.3 SEM分析
        4.4.4 循環(huán)伏安分析
        4.4.5 循環(huán)性能分析
        4.4.6 交流阻抗分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]空心碳球負(fù)載二硫化硒復(fù)合材料作為鋰離子電池正極材料[J]. 羅雯,黃磊,關(guān)豆豆,賀汝涵,李楓,麥立強(qiáng).  物理化學(xué)學(xué)報. 2016(08)

博士論文
[1]二次鋰電池正負(fù)極材料制備與性能研究[D]. 孫開蓮.上海大學(xué) 2015

碩士論文
[1]鋰二次電池PVDF基復(fù)合膜和高能量軟包鋰硫電池的制備及性能研究[D]. 李姣姣.浙江工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號：3702458