在鋰硫電池系統(tǒng)的研究中,將高導(dǎo)電性碳骨架與絕緣性硫單質(zhì)進(jìn)行復(fù)合是制備高能量密度正極材料非常有效的方法。本文中,選擇具有優(yōu)越力學(xué)特性,高導(dǎo)電性,和具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的多壁碳納米管（CNT）,中空石墨烯納米球（GS）,和超長(zhǎng)碳納米管（LCNT）作為三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)制備碳硫復(fù)合正極材料,并進(jìn)行了鋰硫電池性能的研究。中空石墨烯球具有相對(duì)封閉的孔結(jié)構(gòu)能夠:（1）負(fù)載一定量的硫單質(zhì),（2）承受循環(huán)過(guò)程中的體積膨脹,（3）阻止多硫化物的擴(kuò)散,減弱飛梭效應(yīng);多壁碳納米管具有優(yōu)越力學(xué)強(qiáng)度和導(dǎo)電性;超長(zhǎng)碳納米管具有很好的柔性和長(zhǎng)程導(dǎo)電性。實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)共熱的方法制備了GS/S復(fù)合材料（GS/S）。然后,涂膜法制備CNT/GS/S復(fù)合正極片。通過(guò)溶液處理方法將高導(dǎo)電性的LCNT和具有中空結(jié)構(gòu)的GS-S進(jìn)行有效組合制備了無(wú)粘結(jié)劑無(wú)集流體的自支持柔性正極。結(jié)果表明這兩種設(shè)計(jì)方法極大的提高了鋰硫電池的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。此外,我們系統(tǒng)制備了硫含量從0.32到4.72 mg cm-2不等的正極片,揭示了硫含量和電化學(xué)行為之間的關(guān)系。結(jié)果表明:當(dāng)硫含量為0.32 mg cm-2時(shí),電池首圈放電比容量為1288 m Ah gS-... 

【文章來(lái)源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 論文框架
    1.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于中空石墨烯納米球/硫復(fù)合正極制備和鋰硫電池性能研究
    2.1 前言
    2.2 中空石墨烯納米球（HGN）/硫（S）復(fù)合正極材料制備與表征
        2.2.1 HGN的制備與表征分析
        2.2.2 HGN/S復(fù)合正極材料的制備方法和表征
        2.2.3 HGN/S復(fù)合正極片的制備方法
    2.3 HGN/S正極片電化學(xué)性能表征
        2.3.1 電池組裝
        2.3.2 電化學(xué)測(cè)試結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第3章 相互搭接的超長(zhǎng)碳納米管/石墨烯球（CNT/GS）骨架作為柔性電極用于構(gòu)筑高倍率高穩(wěn)定性鋰硫電池
    3.1 前言
    3.2 柔性正極片的制備和表征
        3.2.1 柔性正極制備示意圖
        3.2.2 石墨烯結(jié)構(gòu)和形貌表征
        3.2.3 柔性正極片結(jié)構(gòu)和形貌表征
    3.3 柔性正極鋰硫性能測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于多壁碳納米管/硫復(fù)合正極材料高能量密度鋰硫電池研究
    4.1 前言
    4.2 多壁碳納米管/硫正極材料的制備方法和表征
        4.2.1 CNT/S漿料的制備方法與表征
        4.2.2 通過(guò)控制涂覆機(jī)刮刀厚度實(shí)現(xiàn)了對(duì)硫負(fù)載量的有效控制
    4.3 鋰硫電池性能表征
        4.3.1 CNT/S鋰硫性能測(cè)試
        4.3.2 CNT/S電極電化學(xué)表征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝



本文編號(hào)：2901979