鋰硫電池理論比容量高（1675 mAh·g-1）,原料硫來源豐富、價(jià)格價(jià)廉且對環(huán)境友好,因此被認(rèn)為是一種前途無量的高性能可充電鋰電池。然而由于單質(zhì)硫和放電產(chǎn)物L(fēng)i2S的電子和離子絕緣性,使硫正極材料的活性物質(zhì)利用率低,倍率性能差。而且循環(huán)過程中的中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解可導(dǎo)致容量的快速衰減和嚴(yán)重的自放電。另外循環(huán)時(shí)硫體積的巨大變化易引起電極粉化。這些問題嚴(yán)重阻礙了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用。因此為了針對上述問題,本文將氧化石墨烯（GO）、三維石墨烯（3DG）和氮摻雜石墨烯（NG）引入到鋰硫電池正極材料中。（1）通過帶負(fù)電的氧化石墨烯和帶有陽離子表面活性劑的硫顆粒之間的靜電自組裝,得到氧化石墨烯/硫復(fù)合材料（S@GO）。由于小尺寸（1-2μm）的球形硫顆粒被氧化石墨烯納米片良好地包覆住,S@GO-1復(fù)合材料在0.1 C下表現(xiàn)出了較高的首次放電比容量（1061.6 mAh·g-1）,50次循環(huán)后有56.7%的容量保持率,展現(xiàn)了較好的循環(huán)穩(wěn)定性。此外,循環(huán)時(shí)有高達(dá)約98%的庫倫效率。（2）通過簡單的一步水熱法,得到三維石墨烯/硫復(fù)合材料（3DG-S）。此法同時(shí)完成氧化石墨烯的還原以及其與納米硫顆粒（約... 

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池概述
        1.2.1 鋰硫電池的組成與工作原理
        1.2.2 鋰硫電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.3 鋰硫電池正極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 金屬氧化物/硫復(fù)合材料
        1.3.2 聚合物/硫復(fù)合材料
        1.3.3 碳/硫復(fù)合材料
            1.3.3.1 多孔碳/硫復(fù)合材料
            1.3.3.2 石墨烯/硫復(fù)合材料
            1.3.3.3 碳納米管/硫復(fù)合材料
    1.4 鋰負(fù)極的研究進(jìn)展
    1.5 電解液的研究進(jìn)展
    1.6 本課題的選題意義與研究內(nèi)容
        1.6.1 選題意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)用品、設(shè)備及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)用品及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)用品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 材料制備方法
        2.2.1 氧化石墨烯的制備
        2.2.2 氧化石墨烯/硫復(fù)合正極材料的制備
        2.2.3 三維石墨烯/硫復(fù)合材料的制備
        2.2.4 氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合材料的制備
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 熱重分析(TGA)
        2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.6 元素分析
        2.3.7 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
    2.4 電池極片制備與電池組裝
    2.5 電化學(xué)性能測試方法
        2.5.1 充放電測試
        2.5.2 循環(huán)伏安(CV)測試
        2.5.3 交流阻抗譜(EIS)測試
第三章 氧化石墨烯/硫復(fù)合正極材料的制備與電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 氧化石墨烯/硫復(fù)合材料的制備
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 氧化石墨烯/硫復(fù)合材料的制備
    3.3 氧化石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)分析
    3.4 氧化石墨烯/硫復(fù)合材料的元素組成、微觀結(jié)構(gòu)和微觀形貌分析
        3.4.1 元素分析
        3.4.2 XRD分析
        3.4.3 微觀形貌分析
    3.5 氧化石墨烯/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
        3.5.1 充放電測試
        3.5.2 循環(huán)伏安測試
        3.5.3 交流阻抗測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合正極材料的制備與電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 三維石墨烯/硫復(fù)合正極材料的制備與電化學(xué)性能研究
        4.2.1 三維石墨烯/硫復(fù)合材料的制備
        4.2.2 三維石墨烯/硫復(fù)合材料的熱重、微觀結(jié)構(gòu)、微觀形貌和化學(xué)狀態(tài)分析
            4.2.2.1 熱重曲線分析
            4.2.2.2 XRD分析
            4.2.2.3 微觀形貌分析
            4.2.2.4 X射線光電子能譜
        4.2.3 三維石墨烯/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
            4.2.3.1 充放電測試
            4.2.3.2 循環(huán)伏安測試
            4.2.3.3 交流阻抗測試
    4.3 氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合正極材料的制備與電化學(xué)性能研究
        4.3.1 氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合材料的制備
        4.3.2 氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合材料的熱重、微觀結(jié)構(gòu)、微觀形貌和化學(xué)狀態(tài)分析
            4.3.2.1 熱重曲線分析
            4.3.2.2 XRD分析
            4.3.2.3 微觀形貌分析
            4.3.2.4 X射線光電子能譜
        4.3.4 氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
            4.3.4.1 充放電測試
            4.3.4.2 循環(huán)伏安測試
            4.3.4.3 交流阻抗測試
    4.4 三維石墨烯/硫復(fù)合材料與氮摻雜石墨烯/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能比較
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
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本文編號：3722250