鋰硫電池具有能量密度高,環(huán)境友好等特點(diǎn),而且有望取代目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的鋰離子電池,因而引起了研究者的密切關(guān)注。但是鋰硫電池存在單質(zhì)硫及其放電產(chǎn)物L(fēng)i2S電導(dǎo)率很低、活性物質(zhì)的利用率不足以及庫(kù)倫效率低等缺點(diǎn),因而本文通過鋰硫電池硫基正極材料的改性來提高正極材料的電化學(xué)性能,進(jìn)而為鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用提供理論參考。具體內(nèi)容如下:采用了高能球磨法制備了乙炔黑-硫和碳納米纖維-硫正極材料,探討了球磨轉(zhuǎn)速、載硫量對(duì)正極材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示,比表面積和導(dǎo)電性共同影響著正極材料的電化學(xué)性能。當(dāng)轉(zhuǎn)速為600 rpm時(shí)正極材料的循環(huán)性能最好,在硫含量為50 wt%,電流密度為0.5 C時(shí),200次充放電后乙炔黑-硫正極材料的放電比容量為611.4 m Ah·g-1,碳纖維-硫正極材料的放電比容量為691.1 m Ah·g-1;大的比表面積能夠保證電極材料與電解液之間的充分接觸;隨著球磨轉(zhuǎn)速的提高,能夠增強(qiáng)單質(zhì)硫與碳材料的復(fù)合,從而提高正極材料的導(dǎo)電性和單質(zhì)硫的活性。采用酸化的方法對(duì)乙炔黑-硫和碳纖維-硫正極材料進(jìn)行了酸化改性。分析了酸化改性對(duì)硫基正極材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示,當(dāng)...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖1-1鋰硫電池工作原理圖

池的充放電過程如圖1-1所示[1]，在放電過程中，鋰(Li+)，Li+從負(fù)極擴(kuò)散到硫正極，經(jīng)過多步反應(yīng)最終生Li2S失去電子，經(jīng)過多步反應(yīng)生成單質(zhì)硫，Li+在鋰鋰。反應(yīng)過程如式(1-1)。S16Li8LiS82

圖1-2鋰硫電池充放電曲線圖

圖1-2鋰硫電池充放電曲線圖[45]-2可以看出，硫電極反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)過程。在充放中間產(chǎn)物[45]，具體過程如下：放電過程中，單質(zhì)硫首先在有機(jī)電解液中溶解，溶解的間產(chǎn)物Sx2-(4≤x≤8)，同時(shí)聚硫離子與鋰離子相結(jié)合形成

圖1-3介孔碳-硫正極材料結(jié)構(gòu)及其充放電過程示意圖

圖1-3介孔碳-硫正極材料結(jié)構(gòu)及其充放電過程示意圖[11]009年，LindaF.Nazar等[11]首次使用SBA-15作為硬模版制備了介孔碳CMK-3，其結(jié)構(gòu)如圖所示。這種新型的介孔碳CMK-3是nm中空碳棒有序排列而成，碳棒的間距為3~4nm。....

圖1-4石墨烯-硫正極材料的SEM示意圖

圖1-4石墨烯-硫正極材料的SEM示意圖[49]i等[50]首先利用聚乙烯醇(PEG)對(duì)次微米簡(jiǎn)單的溶液自組裝方法，在該材料的表面成具有石墨烯包覆結(jié)構(gòu)的石墨烯-硫正極

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