發(fā)布時(shí)間：2021-03-19 14:57

　　隨著便攜式設(shè)備、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展,對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的能量及功率密度提出了更高的要求。鋰二次電池被認(rèn)為是最具潛力的儲(chǔ)能設(shè)備之一,分為鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空電池等。目前,鋰離子電池常用的負(fù)極材料為碳電極,但其能量密度較低,無法適用于大容量大功率的電子設(shè)備。為了提高其能量密度,關(guān)鍵在于開發(fā)新型電極材料。Fe₂O₃具有理論比容量高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),并且其形貌和結(jié)構(gòu)易于控制,是理想的鋰離子電池負(fù)極材料之一。但其導(dǎo)電性較低且易粉化,這極大地限制了它的應(yīng)用。為了改善這一問題,我們選擇將其與導(dǎo)電性優(yōu)異的碳布基底進(jìn)行復(fù)合,并對(duì)材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行納米化,以提高材料的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,同時(shí),增大電極與電解液的有效接觸。我們通過電化學(xué)沉積法將α-Fe₂O₃直接生長(zhǎng)在高導(dǎo)電性碳布的基底上,金屬氧化物與碳纖維間具有強(qiáng)結(jié)合力,這不僅減小傳輸電阻,還使材料擁有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。具有介孔的α-Fe₂O₃納米片則可加快電子、離子的傳輸速率,使復(fù)合材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。通過調(diào)控沉積時(shí)間得... 

【文章來源】：陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２不同類型可充電電池比能量密度、續(xù)航里程的比較［５］??

正極活性物質(zhì)的硫－硫鍵斷裂，與往正極遷移的鋰離子生成Ｌｉ２Ｓ。充??電時(shí)，Ｌｉ２Ｓ電解，被釋放的鋰離子并重新遷回負(fù)極，沉積為鋰金屬或嵌入負(fù)極材??料中。從圖１－４可知，鋰硫電池在２．４?Ｖ和２．１?Ｖ有兩個(gè)放電平臺(tái)，將整個(gè)過程分??為三個(gè)階段［１２，１３］。第一階段，放電平臺(tái)為２．４Ｖ左右。固相單質(zhì)Ｓ８溶解在電解液??中，并逐步被還原成中間產(chǎn)物Ｓｎ２－（４＾ｉＫ８），聚硫離子與Ｌｉ＋結(jié)合形成易溶于電??解液的長(zhǎng)鏈聚硫化物并從正極向其中擴(kuò)散，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)為：??Ｓｇ＋２ｅ?—＞?Ｓｇ２?（１－１）??４??

（Ａｎｏｄｅ）?（Ｃａｔｈｏｄｅ）??圖１－３鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成及工作原理［７］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ１７１．??１．２．３鋰硫電池結(jié)構(gòu)組成、工作原理及類型??在１９６０年，人們發(fā)現(xiàn)了鋰硫電池這一體系［８］。鋰和硫具有較低的原子量，是??己知化學(xué)可逆系統(tǒng)中能量密度最高的組合之一［９］，其理論比容量高達(dá)１６７５?ｍＡｈ?ｇ一、??理論能量密度為２６００?Ｗｈ?ｋｇ－１。鋰硫二次電池是指采用硫或含硫化合物作為正極，??鋰作為負(fù)極，以硫－硫鍵的斷裂／生成來實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的一類電池體系??［１０，?１１］??〇??放電時(shí)，正極活性物質(zhì)的硫－硫鍵斷裂，與往正極遷移的鋰離子生成Ｌｉ２Ｓ。充??電時(shí)，Ｌｉ２Ｓ電解，被釋放的鋰離子并重新遷回負(fù)極，沉積為鋰金屬或嵌入負(fù)極材??料中。從圖１－４可知


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