鋰(Li)金屬具有極高的理論比容量(3860 mAhg-1),最低的氧化還原電位(相對于標準氫電極為-3.040V)和低重量密度(0.534gcm-3),但作為Li-S電池的負極材料,嚴重的腐蝕問題和鋰枝晶的形成問題嚴重阻礙了 Li-S電池的實際應用。本論文創(chuàng)新性的采用一種簡便易操作的方法,即預處理金屬鋰表面,構建一層固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)。該層“人工SEI膜”既能夠起到物理阻隔電解液中的多硫化物的作用,防止其對金屬鋰的腐蝕,又能夠使鋰均勻沉積,抑制鋰枝晶的形成。具體研究內(nèi)容如下:1、采用混合熱處理法合成了 P4S10,然后在金屬鋰表面構建一層固體電解質(zhì)界面膜。通過對對稱Li-Li電池和Li-Cu電池的研究結果表明,該層膜具有很好的電化學穩(wěn)定性;應用于Li-S電池中,首次放電比容量達1228 mAh g-1 70次循環(huán)之后比容量仍剩余700 mAh g-1,遠高于普通鋰電極;并且改性后的鋰電極在循環(huán)后表面形貌較為平整,未見明顯的鋰枝晶;同時對改性的鋰電極在不含LiNO3電解液中的循環(huán)性能進行研究,循環(huán)47次平均庫倫效率為89%,遠高于普通鋰電極(53%),說明P4S10與金屬鋰反應...

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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 鋰硫電池簡介
        1.2.1 鋰硫電池工作原理
        1.2.2 鋰硫電池研究進展
    1.3 金屬鋰負極研究進展
        1.3.1 金屬鋰枝晶生長模型
        1.3.2 金屬鋰負極表面固體電解質(zhì)界面(SEI)膜
        1.3.3 金屬鋰負極保護方法
    1.4 立題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 P₄S₁₀構建固體電解質(zhì)界面膜及其對鋰負極保護研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料及儀器設備
        2.2.2 極片制備及電池組裝
    2.3 表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM、EDX)
        2.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.3 恒電流充放電測試
        2.3.4 交流阻抗測試(EIS)
    2.4 P₄S₁₀的制備及表征
        2.4.1 P₄S₁₀的制備
        2.4.2 P₄S₁₀的XPS表征
    2.5 P₄S₁₀構建固體電解質(zhì)界面(SEI)膜保護鋰負極
        2.5.1 P₄S₁₀構建固體電解質(zhì)界面(SEI)膜過程
        2.5.2 形貌分析
        2.5.3 結構分析
        2.5.4 電化學性能測試
    2.6 本章小結
第三章 聚二甲基硅氧烷(PDMS)構建固體電解質(zhì)界面膜及其對鋰負極保護研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料及儀器設備
        3.2.2 極片制備及電池組裝
    3.3 表征方法
        3.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM、DEX)
        3.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.3 傅里葉紅外光譜分析(FTIR)
        3.3.4 循環(huán)伏安測試
        3.3.5 恒電流充放電測試
        3.3.6 交流阻抗測試
    3.4 PDMS構建固體電解質(zhì)界面(SEI)膜保護鋰負極
        3.4.1 PDMS構建固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)膜過程
        3.4.2 形貌分析
        3.4.3 結構分析
        3.4.4 電化學性能測試
    3.5 本章小結
第四章 結論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
附件



本文編號：4021012