金屬鎂憑借其高比容量(2205 m Ah/g)、高能量密度、高安全性、低成本以及環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)具有大的發(fā)展前景,是一種理想的高性能、安全的電池負(fù)極材料。鎂硫電池是以單質(zhì)硫作為正極活性物質(zhì),以具有高能量密度的高純鎂或鎂合金作為電池負(fù)極。與其它化學(xué)電源相比,鎂硫電池具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):具有較高的比能量,其比能量理論上可高達(dá)1722 Wh/kg。但純鎂做負(fù)極時(shí)由于受到極化的影響,硫電極的放電平臺(tái)只能達(dá)到0.8 V,放電比容量可達(dá)到800 m Ah/g。為提高鎂硫電池的放電平臺(tái)和比容量,本論文通過球磨和機(jī)械攪拌的方法成功制備了Mg/C以及Mg與Li、Ti的復(fù)合負(fù)極材料,采用充放電測試、XRD及SEM等測試手段對(duì)復(fù)合負(fù)極材料的物理性質(zhì)和電化學(xué)特性進(jìn)行了表征和分析。并分析了鎂基復(fù)合負(fù)極在不同電解液體系中對(duì)鎂硫電池電化學(xué)性能的影響。導(dǎo)電劑(Super P和導(dǎo)電石墨)的加入有助于提高負(fù)極的電導(dǎo)率,改善由鈍化膜造成的活性利用率低的問題,從而降低了負(fù)極極化。本文通過將球磨法制備Mg/Super P和Mg/石墨復(fù)合材料,并采用壓片的方法制備了復(fù)合負(fù)極,提升了電池的放電平臺(tái)至1.1¹.3 V...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鎂硫電池概述
    1.3 鎂硫電池在電解液方面的研究進(jìn)展
        1.3.1 含路易斯酸的非親核與親核電解液研究進(jìn)展
        1.3.2 Mg(TFSI)₂和MgCl₂為添加劑的電解液體系研究進(jìn)展
    1.4 鎂硫電池在負(fù)極方面的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 Mg-C/Ti復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        1.4.2 鎂合金負(fù)極的研究進(jìn)展
        1.4.3 鎂負(fù)極/電解液界面的研究進(jìn)展
    1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)儀器和方法
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料制備工藝
        2.2.1 Mg-Li負(fù)極
        2.2.2 Mg-C負(fù)極
        2.2.3 Mg-Ti負(fù)極
    2.3 正極與電解液的制備和電池組裝
        2.3.1 正極制備
        2.3.2 電解液制備
        2.3.3 電池的組裝
    2.4 物理表征方法
        2.4.1 X射線衍射測試
        2.4.2 掃描電子顯微鏡測試
        2.4.3 X射線光電子能譜測試
    2.5 電化學(xué)性能測試
        2.5.1 恒電流充放電測試
        2.5.2 循環(huán)伏安測試
        2.5.3 電化學(xué)阻抗譜測試
第3章 鎂碳負(fù)極在鎂硫電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 鎂碳復(fù)合負(fù)極的制備及微觀形貌的分析
    3.3 鎂碳負(fù)極在鎂硫電池中的應(yīng)用及其電化學(xué)測試
        3.3.1 采用純鎂粉負(fù)極的電化學(xué)測試
        3.3.2 采用Mg/Super P復(fù)合負(fù)極的電化學(xué)測試
        3.3.3 采用Mg/石墨復(fù)合負(fù)極的電化學(xué)測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鎂鋰負(fù)極在鎂硫電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 鎂鋰負(fù)極的制備及表征
        4.2.1 鎂鋰復(fù)合負(fù)極的制備及電化學(xué)測試
        4.2.2 鎂鋰復(fù)合負(fù)極的微觀形貌和X射線衍射分析
        4.2.3 采用鎂鋰復(fù)合負(fù)極在電解液中的循環(huán)伏安測試
        4.2.4 采用鎂鋰復(fù)合負(fù)極的對(duì)稱電池循環(huán)性能測試
        4.2.5 采用鎂鋰復(fù)合負(fù)極的恒流充放電測試
        4.2.6 采用鎂鋰復(fù)合負(fù)極在鎂硫電池中的循環(huán)伏安測試
        4.2.7 采用鎂鋰復(fù)合負(fù)極的交流阻抗測試
        4.2.8 采用鎂鋰復(fù)合負(fù)極循環(huán)后的SEM和XRD測試
    4.3 本章小結(jié)
第5章 鎂鈦負(fù)極在鎂硫電池中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 鎂鈦復(fù)合負(fù)極在(HMDS)₂Mg電解液體系中的應(yīng)用
        5.2.1 采用鎂鈦負(fù)極的放電測試
        5.2.2 采用鎂鈦負(fù)極的對(duì)稱電池循環(huán)性能測試
        5.2.3 采用鎂鈦負(fù)極的交流阻抗測試
        5.2.4 采用鎂鈦負(fù)極循環(huán)后的SEM和XRD測試
    5.3 鎂鈦負(fù)極在MgClO₄/ACN電解液體系中的應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3838012