高能量密度鋰電池是當前電池領域迫切需要研究的一個方向。目前,鋰離子電池負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”等問題一直限制著鋰硫電池的工業(yè)化發(fā)展。目前各種電子消費產品和電動汽車的市場規(guī)模不斷擴大,開發(fā)高性能儲能材料已成為當前的研究重點。本論文以水包油乳液體系為基礎,設計了具有微膠囊結構的一系列復合電極材料,有效改善了鋰電池電極材料的儲鋰性能。相關研究工作包括:(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。當用作鋰電池負極時,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,減少了材料的損失和避免一些副反應的影響;導電殼改善了復合材料的導電性。研究發(fā)現,所制備的硅填充碳膠囊負極具有良好的電化學性能,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...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1鋰離子電池的電化學機理圖[63]

安徽師范大學碩士論文21.2鋰電池結構與工作機制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機理圖[63]。Figure1.1SchematicoftheelectrochemicalmechanismofLi-ionbattery.鋰離子電池的電極能夠可逆地嵌入....

圖1.2鋰硫電池的電化學機理圖[71]

安徽師范大學碩士論文21.2鋰電池結構與工作機制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機理圖[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]

安徽師范大學碩士論文31.3鋰電池研究進展分析1.3.1鋰離子電池負極碳基材料是目前應用較為廣泛的鋰離子電池負極材料[72,73]。以石墨為例，由于其地殼儲量豐富、價格低廉、導電性好，使得這種材料能夠廣泛的商業(yè)化應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結構示意圖及其在放電過程中的工作機理[88]

安徽師范大學碩士論文5中空的納米結構和較強的化學吸附能力，Pd@HCS可以有效地減輕LiPS在物理和化學途徑中的“穿梭效應”。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。高硫負載5.88mgc....

本文編號：3951130