高能量密度鋰電池是當(dāng)前電池領(lǐng)域迫切需要研究的一個(gè)方向。目前,鋰離子電池負(fù)極材料容量較低是限制高能量密度鋰離子電池發(fā)展的重要問題之一。然而,高理論容量的負(fù)極材料往往存在著充放電過程中大的體積變化、電極易粉化破裂,從而導(dǎo)致電池容量迅速衰減等問題。高理論能量密度的鋰硫電池因近年來的迅速發(fā)展而備受關(guān)注,但充放電過程中硫的體積膨脹、低庫侖效率和多硫化物的“穿梭效應(yīng)”等問題一直限制著鋰硫電池的工業(yè)化發(fā)展。目前各種電子消費(fèi)產(chǎn)品和電動(dòng)汽車的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,開發(fā)高性能儲(chǔ)能材料已成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)。本論文以水包油乳液體系為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了具有微膠囊結(jié)構(gòu)的一系列復(fù)合電極材料,有效改善了鋰電池電極材料的儲(chǔ)鋰性能。相關(guān)研究工作包括:(1)利用水包油乳液體系制備了硅(Si)納米顆粒填充的微型碳膠囊。當(dāng)用作鋰電池負(fù)極時(shí),在鋰化和脫鋰過程中,微膠囊為Si的體積變化留有足夠的空間;Si顆粒受到殼層的保護(hù),減少了材料的損失和避免一些副反應(yīng)的影響;導(dǎo)電殼改善了復(fù)合材料的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn),所制備的硅填充碳膠囊負(fù)極具有良好的電化學(xué)性能,包括穩(wěn)定的容量和良好的倍率性能。在1.9 A g-1的電流密度下循環(huán)500次后,電池容量依然保...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1鋰離子電池的電化學(xué)機(jī)理圖[63]

安徽師范大學(xué)碩士論文21.2鋰電池結(jié)構(gòu)與工作機(jī)制1.2.1鋰離子電池組成及工作原理圖1.1鋰離子電池的電化學(xué)機(jī)理圖[63]。Figure1.1SchematicoftheelectrochemicalmechanismofLi-ionbattery.鋰離子電池的電極能夠可逆地嵌入....

圖1.2鋰硫電池的電化學(xué)機(jī)理圖[71]

安徽師范大學(xué)碩士論文21.2鋰電池結(jié)構(gòu)與工作機(jī)制1.2.1鋰離子電池組成及工作原理圖1.1鋰離子電池的電化學(xué)機(jī)理圖[63]。Figure1.1SchematicoftheelectrochemicalmechanismofLi-ionbattery.鋰離子電池的電極能夠可逆地嵌入....

圖1.3納米多孔硅球合成流程示意圖[84]

安徽師范大學(xué)碩士論文31.3鋰電池研究進(jìn)展分析1.3.1鋰離子電池負(fù)極碳基材料是目前應(yīng)用較為廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料[72,73]。以石墨為例，由于其地殼儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、導(dǎo)電性好，使得這種材料能夠廣泛的商業(yè)化應(yīng)用在鋰離子電池之中。然而，因理論容量不高（372mAhg-1）、循....

圖1.4空心PD@HCS/S結(jié)構(gòu)示意圖及其在放電過程中的工作機(jī)理[88]

安徽師范大學(xué)碩士論文5中空的納米結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的化學(xué)吸附能力，Pd@HCS可以有效地減輕LiPS在物理和化學(xué)途徑中的“穿梭效應(yīng)”。在0.2C下，Pd@HCS/S電極的初始容量為1306mAhg-1，100次循環(huán)后容量為885mAhg-1，顯示了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。高硫負(fù)載5.88mgc....

本文編號(hào)：3951130