發(fā)布時(shí)間：2021-05-15 03:48

　　鋰硫電池具有理論高比容量（1675 mAh g-1）和高比能量（2800 Wh L-1）,且正極活性物質(zhì)硫價(jià)廉易得、環(huán)境友好,因此具有很大的發(fā)展前景。但是由于正極活性物質(zhì)導(dǎo)電性差、多硫化物溶解穿梭等問題,導(dǎo)致活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)穩(wěn)定性差,使得鋰硫電池距離大規(guī)模商業(yè)化仍有很長(zhǎng)的距離。本論文從正極、隔膜兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)改性,通過正極對(duì)反應(yīng)活性物質(zhì)的高效利用與對(duì)溶解擴(kuò)散多硫離子的包覆綁縛,以及隔膜對(duì)穿梭的多硫離子的攔截與活化再利用來提高鋰硫電池電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容包括:（1）將明膠用作分散劑,采用硫代硫酸鈉與鹽酸化學(xué)合成明膠包覆硫顆粒,并用于鋰硫電池正極的制備。循環(huán)伏安測(cè)試（CV）、交流阻抗測(cè)試（EIS）以及電鏡等表征證明明膠包覆硫正極的設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)小顆粒反應(yīng)活性物質(zhì)與導(dǎo)電添加劑的充分接觸,并通過明膠的包覆使硫顆粒實(shí)現(xiàn)在限定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),從而提高電池的活性物質(zhì)利用率、電化學(xué)穩(wěn)定性及倍率性能。在0.2 C電流密度下,電池初始放電比容量達(dá)到了1217.7 mAh g-1,100次充放電循環(huán)后,放電比容量仍能保持在1007.3 mAh g-1,容量保持率達(dá)到了 82.7%。（2）... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池概述
        1.2.1 鋰硫電池電化學(xué)反應(yīng)
        1.2.2 鋰硫電池應(yīng)用存在的挑戰(zhàn)
    1.3 鋰硫電池研究進(jìn)展
        1.3.1 鋰硫電池正極材料研究進(jìn)展
        1.3.2 鋰硫電池隔膜材料研究進(jìn)展
    1.4 立題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
第二章 明膠包覆硫正極的制備及其電化學(xué)性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.2.2 明膠包覆硫顆粒的控制制備
        2.2.3 明膠包覆硫正極的制備
        2.2.4 普通升華硫正極的制備
    2.3 表征方法
        2.3.1 熱重分析(TGA)
        2.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡和能量散射譜分析(SEM+EDS)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 X射線粉末衍射儀分析(XRD)
        2.3.5 元素分析
        2.3.6 動(dòng)態(tài)光散射粒度分析
        2.3.7 電池充放電測(cè)試
        2.3.8 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.3.9 交流阻抗測(cè)試
    2.4 明膠包覆硫顆粒及其制備正極的表征
        2.4.1 明膠包覆硫顆粒的形貌、結(jié)構(gòu)與組成
        2.4.2 明膠包覆硫正極的組成分析
        2.4.3 明膠包覆硫正極的形貌表征
    2.5 明膠包覆硫正極的電化學(xué)性能分析
        2.5.1 循環(huán)伏安性能
        2.5.2 循環(huán)性能
        2.5.3 倍率性能
        2.5.4 交流阻抗性能
    2.6 小結(jié)
第三章 氧化鎂改性隔膜的制備及其電化學(xué)性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        3.2.2 普通硫正極與氧化鎂正極的制備
        3.2.3 氧化鎂改性隔膜的制備
        3.2.4 氧化鎂對(duì)多硫化鋰的吸附性能測(cè)試
    3.3 表征方法
        3.3.1 熱重分析(TGA)
        3.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡和能量散射譜分析(SEM+EDS)
        3.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        3.3.4 X射線粉末衍射儀分析(XRD)
        3.3.5 紫外可見分光光度法表征(UV-vis)
        3.3.6 X射線光電子能譜儀分析(XPS)
        3.3.7 四探針測(cè)試儀
        3.3.8 接觸角測(cè)試儀
        3.3.9 電池充放電測(cè)試
        3.3.10 循環(huán)伏安測(cè)試
        3.3.11 交流阻抗測(cè)試
    3.4 氧化鎂作為鋰硫電池改性隔膜涂層的可行性分析
        3.4.1 氧化鎂對(duì)多硫化鋰的吸附性能分析
        3.4.2 氧化鎂電化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)試
    3.5 氧化鎂改性隔膜的表征
        3.5.1 氧化鎂改性隔膜涂層的形貌與結(jié)構(gòu)
        3.5.2 氧化鎂改性隔膜的形貌表征
        3.5.3 氧化鎂改性隔膜的熱重分析
        3.5.4 電導(dǎo)率測(cè)試
        3.5.5 接觸角測(cè)試
    3.6 氧化鎂改性隔膜的電化學(xué)性能分析
        3.6.1 循環(huán)伏安性能
        3.6.2 循環(huán)性能
        3.6.3 倍率性能
        3.6.4 交流阻抗性能
    3.7 小結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]鋰硫電池正極硫/碳微球復(fù)合材料的制備及改性研究[D]. 孫宇.東北師范大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3186887