本文關(guān)鍵詞：金屬納粒碳球復(fù)合的殼核硫電極材料的制備與性能研究

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【摘要】：鋰硫電池因其高的比容量,大的能量密度等優(yōu)點吸引了人們的關(guān)注,被認(rèn)為是最具前景的二次電池的體系之一。盡管具有這些優(yōu)點,發(fā)展鋰硫電池仍然面臨著一些挑戰(zhàn),硫及其生成的硫化鋰自身低的導(dǎo)電性,穿梭效應(yīng)導(dǎo)致的差的循環(huán)性能和倍率性能以及充放電過程中的體積變化。鋰硫電池要想得到應(yīng)用,這些問題亟待解決。為了解決上述問題,通過兩步法制備了二硫化錫錨固的硫空心碳球復(fù)合材料(S/AHCNS-SnS2)以及納米銅顆粒錨固的硫空心碳球復(fù)合材料(S/AHCNS-Cu)。首先將二硫化錫納米顆�；蛘咩~納米顆粒負(fù)載到活化空心多孔碳表面,其次通過浸漬法將硫負(fù)載到上述材料表面。采用掃描電鏡,場發(fā)射透射電鏡,BET方法,X射線衍射方法以及X光電子能譜對復(fù)合材料的分別進(jìn)行表面形貌和結(jié)構(gòu)予以表征。含有10、wt.%納米二硫化錫的樣本材料表現(xiàn)出了高的首次放的比容量,表現(xiàn)為0.2 C電流密度之下,容量值達(dá)到1237.5 mAhg-1。,在循環(huán)200圈之后,其容量保持為924 mAhg-1。納米銅顆粒樣本材料表現(xiàn)出了高的首次放的比容量,表現(xiàn)為0.2C電流密度之下,容量值達(dá)到1164.7 mAh g-1,在循環(huán)200圈之后,其容量保持為841 mAh g-1。二硫化錫以及銅納米顆粒,在吸附聚硫離子方面表現(xiàn)出了良好的作用。這種策略,即采用少量錨定在活化空心多孔碳球的納米金屬顆�；蛘呓饘倭蚧锛{米粒子對硫的穩(wěn)定化策略,在提升硫負(fù)載,庫倫效率以及鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性方面,提供了一個適當(dāng)?shù)耐緩健?br/> 【關(guān)鍵詞】：鋰硫電池 硫負(fù)載 納米銅顆粒 空心碳球 納米二硫化錫 聚硫化合物
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;TM912
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 引言15-16
• 1.2 鋰硫電池概述16-17
• 1.2.1 鋰硫電池結(jié)構(gòu)及其工作原理16-17
• 1.2.2 鋰硫電池存在的主要問題17
• 1.3 鋰硫電池正極材料17-25
• 1.3.1 碳硫復(fù)合正極材料17-21
• 1.3.2 硫與導(dǎo)電聚合物復(fù)合正極材料21-22
• 1.3.3 有機(jī)硫化物正極材料22-23
• 1.3.4 金屬硫化物正極材料23-24
• 1.3.5 硫/納米金屬氧化物正極材料24-25
• 1.4 本課題的主要內(nèi)容及研究意義25-27
• 1.4.1 本課題的的主要內(nèi)容25-26
• 1.4.2 本課題的研究意義26-27
• 第二章 實驗部分27-34
• 2.1 主要試劑及儀器27-28
• 2.2 鋰硫電池電極復(fù)合材料的制備28-29
• 2.2.1 模板法控制合成活化空心多孔碳(AHCNS)28-29
• 2.2.2 AHCNS-SnS_2的合成29
• 2.2.3 S/ANCNS-SnS_2的制備29
• 2.3 材料樣品表征方法29-31
• 2.3.1 X射線衍射測試29-30
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡測試30
• 2.3.3 透射電子顯微鏡測試30
• 2.3.4 比表面積和孔徑分布測試30-31
• 2.3.5 熱失重(TG)分析31
• 2.4 電池電化學(xué)性能測試31-34
• 2.4.1 電池組裝31-32
• 2.4.2 恒電流充放電測試32
• 2.4.3 循環(huán)伏安法測試32-33
• 2.4.4 交流阻抗33-34
• 第三章 納米二硫化錫負(fù)載碳球/硫材料合成及性能研究34-46
• 3.1 納米二硫化錫負(fù)載活化空心碳球/硫材料合成34
• 3.2 材料的結(jié)構(gòu)表征分析34-41
• 3.2.1 SEM和TEM表征34-37
• 3.2.2 XRD表征37-38
• 3.2.3 BET表征38-39
• 3.2.4 X射線光電子能譜光譜表征39-41
• 3.3 電化學(xué)性能表征結(jié)果分析41-44
• 3.3.1 充放電性能41-42
• 3.3.2 循環(huán)伏安性能、循環(huán)性能測試和倍率性能42-43
• 3.3.3 交流阻抗測試43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 納米銅顆粒負(fù)載碳球/硫材料合成及性能研究46-55
• 4.1 納米銅顆粒負(fù)載碳球/硫材料合成46
• 4.2 材料的結(jié)構(gòu)表征分析46-51
• 4.2.1 SEM和TEM表征46-48
• 4.2.2 XRD表征48-49
• 4.2.3 BET表征49-50
• 4.2.4 X射線光電子能譜光譜表征50-51
• 4.3 熱重分析51
• 4.4 電化學(xué)性能表征結(jié)果分析51-54
• 4.4.1 充放電性能51-52
• 4.4.2 循環(huán)性能測試52-53
• 4.4.3 倍率性能53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論和展望55-58
• 5.1 結(jié)論55-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況64

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本文編號：540140