在日新月異的二十一世紀(jì),鋰離子電池已經(jīng)遍布在人們生活的方方面面,同時(shí),由于傳統(tǒng)化石能源的開采和消耗,許多研究者已經(jīng)將鋰離子電池應(yīng)用于新能源混合動(dòng)力交通工具。然而,石墨材料作為常見的商用鋰離子電池負(fù)極材料,由于其理論比容量值低(372 mAh·g^-1),在電子設(shè)備的續(xù)航和混合動(dòng)力汽車長距離需求上漸顯疲態(tài)。為此,科學(xué)家們正追求新一代電池體系,以促進(jìn)電池產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代。鋰硫電池因其高比容量(1675 mAh·g^-1)和能量密度(2600 Wh·kg^-1)以及活性材料單質(zhì)硫儲(chǔ)量豐富,對環(huán)境友好等優(yōu)勢,廣受科研者的親睞。作為鋰硫電池中最重要的硫正極材料,在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生體積膨脹、導(dǎo)電性差等問題影響電池性能。在反應(yīng)過程中,還伴隨著產(chǎn)物溶解于電解液中,且可能遷移至負(fù)極,造成容量損失,即穿梭效應(yīng)問題。人們常選用碳材料與硫進(jìn)行混合熔融,在提供導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)對產(chǎn)生的聚硫化物起到吸附作用,但效果并不顯著。近年來,科研工作者采用固態(tài)或者凝膠態(tài)電解質(zhì)來解決電池運(yùn)行過程中可能會(huì)發(fā)生的短路、爆炸等安全問題,此舉措不但能夠抑制聚硫離子的穿梭,而且凝膠聚...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1鋰硫電池工作原理示意圖[34]

有別于鋰離子電池的搖椅式脫嵌反應(yīng)機(jī)理,鋰硫電池奉行的是二次電子轉(zhuǎn)移的電化學(xué)反應(yīng)過程。硫單質(zhì)以環(huán)狀八硫分子的形式存在于電池的正極活性材料之中,這就造成了其在循環(huán)過程中會(huì)碰到許許多多的問題[38-40]:1、升華的硫單質(zhì)表現(xiàn)出的導(dǎo)電性奇差,在電池高倍率運(yùn)行中會(huì)造成不利影響;2、在電池....

圖1-2凝膠聚合物的分類

在電池中經(jīng)常使用的都是將鋰鹽溶解于極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中的液態(tài)電解液,優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性、較高離子導(dǎo)電率是這種電解液的特點(diǎn)(10-1-10-3S·cm-1),能夠使得電池適應(yīng)更多的工作環(huán)境[125-126]。但這同時(shí)也意味著液態(tài)的電解液容易泄露造成危險(xiǎn)[127-128],所設(shè)計(jì)的電....

圖2-1多孔涂層復(fù)合極片的制備流程圖

本章所用的凝膠多孔涂層復(fù)合電極的制備流程如圖2-1所示。稱量一定質(zhì)量的硫和CNTs(硫:CNTs=8:2),研磨30min。然后放置在155℃的真空烘箱中進(jìn)行熔融混合。待12h后,迅速打開真空烘箱使其快速冷卻,將凝結(jié)的產(chǎn)物進(jìn)行研磨粉化,得到硫/碳復(fù)合材料。隨后將硫/碳復(fù)合材料....

圖2-2(a)PMMA、PVDFHFP薄膜的應(yīng)力-應(yīng)變曲線;(b)高純氮氛圍下PMMA、PVDFHFP的熱失重過程

電池中選用的凝膠聚合物涂層對其機(jī)械性能有著一定的要求。本實(shí)驗(yàn)選用商用PMMA和PVDFHFP兩種材料,分別溶解于NMP溶劑中再涂覆至玻璃板上,制備了兩種材料的薄膜片,然后對其進(jìn)行力學(xué)性能表征。由圖2-2a可以看出,以PVDFHFP為基體制備的薄膜的拉伸強(qiáng)度為89.11Mpa,斷....

本文編號(hào)：4021893