本文選題：鋰硫電池 + 石墨烯　； 參考：《電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：鋰硫電池因具有極高的理論能量密度,且硫價格低廉、儲備豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點,受到廣泛關(guān)注,被認為是最具潛力的儲能體系之一。但是,硫及其放電終產(chǎn)物導電性差,反應中間產(chǎn)物易溶于有機電解液,以及充放電過程會導致巨大的體積變化,這些缺點使得鋰硫電池實際容量較低,循環(huán)穩(wěn)定性較差。鋰硫電池的改性,已成為當前儲能領域的研究前沿。針對以上問題,本論文系統(tǒng)研究了鋰硫電池硫正極材料的石墨烯包覆改性,鋰硫電池隔膜的復合改性,以及無常規(guī)集流體的新構(gòu)型鋰硫電池電極的電化學性能。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)研究了肼與二芐基二硫還原氧化石墨烯(rGO)對硫正極材料的包覆改性。研究結(jié)果表明,二芐基二硫還原rGO包覆改性具有更好的電化學性能:肼還原的rGO與S復合的正極材料在0.2 C下,初始容量為443 mAh/g,100次循環(huán)后容量保持299 mAh/g,衰減率為0.325%/循環(huán);二芐基二硫還原的r GO與S復合的正極材料在0.2 C下初始容量為628 mAh/g,100次循環(huán)后容量保持400 mAh/g,衰減率為0.36%/循環(huán)。(2)研究了絕緣性氧化物涂層及高導電涂層對鋰硫電池隔膜的改性。研究結(jié)果表明,采用高導電的石墨烯改性隔膜的鋰硫電池具有最優(yōu)異的電化學性能:采用GO改性隔膜的鋰硫電池,在0.2 C下,初始放電容量為368 mAh/g,100次循環(huán)后容量為305 mAh/g,衰減率為0.17%/循環(huán);用TiO2改性隔膜的鋰硫電池,在0.2 C下,初始放電容量為510 mAh/g,100次循環(huán)后容量為385 mAh/g,衰減率為0.245%/循環(huán);用導電石墨粉末改性隔膜的鋰硫電池在0.2 C下初始容量高達1148 mAh/g,100次循環(huán)后容量保持694 mAh/g,衰減率為0.395%/循環(huán);rGO改性隔膜的鋰硫電池,在0.2C下,初始容量為1067 mAh/g,100次循環(huán)后容量為878 mAh/g,衰減率為0.18%/循環(huán)。(3)研究了無常規(guī)集流體的新構(gòu)型鋰硫電池電極的電化學性能。研究結(jié)果表明,CNT-S/隔膜構(gòu)型的電極具有最優(yōu)異的電化學性能:rGO-S/隔膜構(gòu)型的電極在0.2 C下,初始容量為799 mAh/g,100次循環(huán)后容量為535 mAh/g,衰減率為0.33%/循環(huán);Super P-S/隔膜構(gòu)型的電極在0.2 C下,初始容量為618 mAh/g,100次循環(huán)的容量為363 mAh/g,衰減率為0.41%/循環(huán);CNT-S/隔膜構(gòu)型的電極在0.2 C下,初始容量為815 mAh/g,100次循環(huán)后容量為650 mAh/g,容量衰減率為0.20%/循環(huán)。
[Abstract]:Lithium-sulfur batteries have attracted wide attention due to their high theoretical energy density, low sulfur price, abundant storage and environmental friendliness, and are considered as one of the most potential energy storage systems.However, the conductivity of sulfur and its discharge end product is poor, the intermediate product is easily dissolved in organic electrolyte, and the charge-discharge process will lead to huge volume change. These shortcomings make the actual capacity of lithium sulfur battery low and the cycle stability is poor.The modification of lithium-sulfur batteries has become the research frontier in the field of energy storage.In order to solve the above problems, the paper systematically studied the modification of graphene coating, the composite modification of the membrane of lithium-sulfur battery, and the electrochemical performance of non-conventional lithium-sulfur battery electrode.The main research contents and results are as follows: (1) the coating modification of sulfide-cathode materials by hydrazine and dibenzyl disulfide reductive graphene oxide rGO) was studied.The results show that the coating modification of dibenzyl disulfide reduction rGO has better electrochemical performance: at 0.2C, the initial capacity of hydrazine-reduced rGO / S composite cathode material is 443 mg / g and the initial capacity is 299mAh/ g after 100 cycles, and the attenuation rate is 0.325g / cycle.The modification of insulating oxide coating and highly conductive coating on lithium-sulfur battery was studied by using dibenzyl disulfide composite cathode material with initial capacity of 628 mg 路g / g at 0.2 C and capacity of 400 mg / g after 100 cycles, and the attenuation rate was 0.36% / cycle.The results show that the lithium-sulfur battery modified by graphene with high conductivity has the best electrochemical performance.The initial discharge capacity is 368mAh/ g after 100 cycles, the attenuation rate is 0.17 / cycle, the initial discharge capacity is 510mAh/ g / g at 0.2C, the initial discharge capacity is 510mAh/ g / g after 100 cycles, the attenuation rate is 0.245 / cycle, and the initial discharge capacity is 305mAh路 g / g after 100 cycles, and the attenuation rate is 0.245a / cycle, and the initial discharge capacity is 510mAh/ g / g at 0.2C.The initial capacity of the lithium-sulfur cell modified with conductive graphite powder was up to 1148 mg 路g ~ (-1) 路g ~ (-1) after 100 cycles at 0.2C, and the attenuation rate was 0.395g / cycle / RGO-modified lithium-sulfur cell. At 0.2C, the initial capacity of the lithium-sulfur cell was 1148 mAh-g ~ (-1).The initial capacity is 1067 mg / g and the capacity is 878 mg / g, and the attenuation rate is 0.18% / cycle. 3) the electrochemical performance of the new configuration lithium sulfur cell electrode without conventional collector is studied.The results show that the electrode with CNT-S / diaphragm configuration has the most excellent electrochemical performance. The initial capacity of the electrode with the structure of RGO-S / membrane is 0.2C, the initial capacity of the electrode is 799mAh-g / g after 100 cycles, the capacity of the electrode is 535mAh/ g after 100 cycles, and the attenuation rate is 0.33g / cycle P-S/ membrane configuration at 0.2C.The initial capacity is 618 mAh/ g / 100 cycle capacity is 363 mg / g, the attenuation rate is 0.41 / cycle CNT-S / diaphragm configuration electrode at 0.2 C, the initial capacity is 815 mAh/ g ~ (-1) 100 cycle capacity is 650 mAh-g / g, and the capacity attenuation rate is 0.20 / cycle.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912

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本文編號：1771496