隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨,電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車和大型儲(chǔ)電站進(jìn)入大規(guī)模的應(yīng)用階段,鋰離子二次電池比容量已難以滿足需求,鋰硫電池以高的比容量,環(huán)境友好,原材料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)成為下一代最有前景的儲(chǔ)能系統(tǒng),但其在商業(yè)化道路上仍然存在許多亟待解決的問(wèn)題:首先,單質(zhì)硫以及放電產(chǎn)物L(fēng)i₂S和Li₂S₂低導(dǎo)電性,降低了活性物質(zhì)的利用率,造成初始放電容量低;其次,單質(zhì)硫鋰化反應(yīng)前后體積膨脹高達(dá)80%,膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力嚴(yán)重影響正極材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,造成電極材料粉化甚至脫離集流體,降低電池循環(huán)穩(wěn)定性;此外,充放電過(guò)程中,單質(zhì)硫轉(zhuǎn)變成易溶解于電解液的長(zhǎng)鏈聚合物,來(lái)回穿梭于正負(fù)極,并不可逆沉積在負(fù)極鋰表面,嚴(yán)重影響活性物質(zhì)的利用率,降低電池容量和庫(kù)倫效率。本論文通過(guò)對(duì)介孔碳、微孔碳和等級(jí)孔碳的研究,發(fā)現(xiàn)等級(jí)孔碳能有效解決硫的低導(dǎo)電性,體積膨脹效應(yīng),在一定程度緩解穿梭效應(yīng),提高電池的整體性能,具體工作如下:(1)以二氧化硅為硬模板、十二烷基硫酸鈉為軟模板劑和多巴胺為碳源,采用沉積的方法制備出氮摻雜的籠狀介-微孔等級(jí)孔碳;參比材料為氮摻雜介孔碳、氮...

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池的概況
        1.2.1 硫存在形式
        1.2.2 鋰硫電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        1.2.3 鋰硫電池的工作機(jī)理
        1.2.4 鋰硫電池的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題
    1.3 碳基正極材料研究發(fā)展
        1.3.1 基于介孔碳-硫復(fù)合物的正極材料
        1.3.2 基于微孔碳-硫復(fù)合物的正極材料
        1.3.3 基于等級(jí)孔碳-硫復(fù)合物的正極材料
        1.3.4 基于其他碳-硫復(fù)合物的正極材料
    1.4 鋰負(fù)極的研究進(jìn)展
        1.4.1 金屬鋰負(fù)極的研究進(jìn)展
        1.4.2 無(wú)金屬鋰負(fù)極的研究進(jìn)展
    1.5 電解液的研究進(jìn)展
        1.5.1 液態(tài)電解液的研究
        1.5.2 固態(tài)電解液的研究
        1.5.3 凝膠型聚合物電解液的研究
    1.6 粘結(jié)劑的研究進(jìn)展
        1.6.1 油系粘結(jié)劑的研究
        1.6.2 水系粘結(jié)劑的研究
    1.7 課題的提出及研究?jī)?nèi)容
第2章 氮摻雜的等級(jí)孔碳、介孔碳及微孔碳基正極材料的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)制備方案
        2.2.3 材料結(jié)構(gòu)的表征
        2.2.4 材料電化學(xué)性能表征
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 氮摻雜的等級(jí)孔碳的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 氮摻雜的介孔碳、微孔碳的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 氮摻雜的等級(jí)孔碳、介孔碳及微孔碳基正極材料的電化學(xué)性能表征
    2.4 本章小結(jié)
第3章 生物質(zhì)等級(jí)孔碳基正極材料的的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.2.3 材料結(jié)構(gòu)的表征
        3.2.4 材料電化學(xué)性能表征
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 生物質(zhì)等級(jí)孔碳的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 生物質(zhì)等級(jí)孔碳的電化學(xué)表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 生物質(zhì)等級(jí)孔碳基介孔和微孔調(diào)控及其電化學(xué)性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)制備方案
        4.2.3 材料的結(jié)構(gòu)表征
        4.2.4 材料電化學(xué)性能表征
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 WSAC-8和WSAC-5材料的表征與討論
        4.3.2 WSAC-5和WSAC-8電化學(xué)性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)成果情況



本文編號(hào)：3811634