鋰硫電池因有較高的正極理論比容量而受到越來越多的關注與研究。理論上,鋰與單質硫的完全反應可實現2電子轉移反應,硫電極理論比容量為1675mAh/g，與金屬鋰組成鋰硫電池理論比能量高達2600Wh/kg。但是鋰硫電池在充放電過程中體積膨脹，正極中間產物聚硫離子溶解于電解液中，產生飛梭效應等問題，使正極活性物質損失，庫倫效率降低。硫化聚丙烯腈(S-PAN)是目前循環(huán)穩(wěn)定性較好的鋰硫電池正極材料，但是Li/S-PAN電池研究目前大多集中在S-PAN正極材料上，對金屬鋰負極的穩(wěn)定性以及適用的電解質體系的研究甚少。因而研究一種新型的電解質體系，使其與Li/S-PAN電池的正負極之間有較好的相容性，改善金屬鋰負極的穩(wěn)定性等，對提高Li/S-PAN電池穩(wěn)定性有著重要的意義。 本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為聚合反應單體，偶氮二丁腈(ABIN)為熱聚合反應引發(fā)劑，通過原位聚合的方式制備出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)質量含量分別為10%、15%和20%的凝膠聚合物電解質。隨著聚合物基體含量的增加，電解質的宏觀形狀越穩(wěn)定。對電解質進行交流阻抗測試(EIS)，結果表明，隨著聚合物基體含量的增加，電解質離子電...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 Li/S-PAN 電池概述
        1.2.1 引言
        1.2.2 Li/S-PAN 電池研究現狀
    1.3 凝膠聚合物電解質概述
        1.3.1 引言
        1.3.2 凝膠聚合物電解質研究進展
    1.4 論文選題意義和研究內容
第二章 實驗用品和方法
    2.1 引言
    2.2 實驗用品
    2.3 凝膠電解質預聚合溶液制備
        2.3.1 PMMA 基凝膠聚合物電解質預聚合溶液制備
        2.3.2 添加 SiO₂的 PMMA 基凝膠聚合物電解質預聚合溶液制備
        2.3.3 添加 Li₂SiO₃的 PMMA 基凝膠聚合物電解質預聚合溶液制備
    2.4 電極的制備
    2.5 原位聚合凝膠聚合物電池組裝
        2.5.1 PMMA 基凝膠聚合物電池組裝
        2.5.2 添加 SiO₂的 PMMA 基凝膠聚合物電池組裝
        2.5.3 添加 Li₂SiO₃的 PMMA 基凝膠聚合物電解質電池組裝
    2.6 凝膠聚合物電解質結構的測試
        2.6.1 紅外光譜測試分析
    2.7 凝膠聚合物電解質電化學性能測試
        2.7.1 電池充放電性能測試
        2.7.2 凝膠聚合物電解質離子電導率測試
        2.7.3 凝膠聚合物電解質電化學窗口測試
        2.7.4 電池循環(huán)伏安測試
        2.7.5 凝膠電解質對鋰負極穩(wěn)定性改善測試
        2.7.6 電池交流阻抗測試
        2.7.7 掃描電鏡測試分析
第三章 Li/S-PAN電池的PMMA基凝膠聚合物電解質的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 結果與討論
        3.2.1 凝膠聚合物電解質紅外光譜分析
        3.2.2 凝膠聚合物電解質離子電導率分析
        3.2.3 凝膠聚合物電解質電化學穩(wěn)定窗口測試分析
        3.2.4 電池交流阻抗測試分析
        3.2.5 電池充放電性能測試分析
    3.3 本章小結
第四章 Li/S-PAN 電池的 PMMA 基凝膠聚合物電解質添加 SiO₂的改性研究
    4.1 引言
    4.2 結果與討論
        4.2.1 凝膠聚合物電解質的紅外光譜測試分析
        4.2.2 凝膠聚合物電解質的離子電導率測試分析
        4.2.3 凝膠聚合物電解質的電化學穩(wěn)定窗口測試分析
        4.2.4 電池交流阻抗測試分析
        4.2.5 電池循環(huán)伏安測試分析
        4.2.6 凝膠聚合物電解質對改善鋰負極穩(wěn)定性的測試分析
        4.2.7 電池充放電性能測試分析
    4.3 結論
第五章 Li/S-PAN 電池的 PMMA 基凝膠聚合物電解質添加 Li₂SiO₃的改性研究
    5.1 引言
    5.2 結果與討論
        5.2.1 凝膠聚合物電解質的紅外光譜測試分析
        5.2.2 凝膠聚合物電解質的離子電導率測試分析
        5.2.3 凝膠聚合物電解質的電化學穩(wěn)定窗口測試分析
        5.2.4 電池交流阻抗測試分析
        5.2.5 電池循環(huán)伏安測試分析
        5.2.6 凝膠聚合物電解質對改善鋰負極穩(wěn)定性的測試分析
        5.2.7 電池充放電性能測試分析
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝



本文編號：3868831