本文關(guān)鍵詞：全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用研究

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【摘要】：鋰硫電池由于具有極高的理論比容量和比能量,被認為是最有希望替代化石燃料的能源裝置。然而傳統(tǒng)鋰硫電池由于含有液體電解質(zhì),充放電過程中產(chǎn)生的多硫化物溶解的問題遲遲未能解決。本文探索和研究了一種新型的全固態(tài)電池,不含任何液體電解質(zhì),希望能夠為徹底解決這一問題提出一種新方案。本文采用全固態(tài)PEO基聚合物電解質(zhì)作為新型鋰硫電池的電解質(zhì),為解決其室溫電導(dǎo)率較低的問題,添加納米BaTiO3顆粒、室溫離子液體(IL)、EC及PC,綜合各種添加物各自的優(yōu)勢,制備出能夠成功應(yīng)用在全固態(tài)鋰硫電池中的聚合物電解質(zhì)。研究了納米BaTiO3的添加量,IL的添加量及IL-EC-PC復(fù)配增塑劑的添加量及組合對聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能的影響。同時結(jié)合無機電解質(zhì)LATP的優(yōu)勢,研究了SPE/LATP復(fù)合電解質(zhì)的電化學(xué)性能。研究表明,納米BaTiO3顆粒在一定范圍內(nèi)能夠提高聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率,隨著加入量的增加,電導(dǎo)率呈拋物線狀,當添加量為10wt%時,電導(dǎo)率最高。IL也能很大程度上改善電導(dǎo)率性能,并且能提高電化學(xué)窗口。在加入多種添加物綜合了各自的優(yōu)勢后,組分為PEO18LiTFSI-10%BaTiO3-20%IL-5%EC-5%PC的聚合物電解質(zhì)室溫電導(dǎo)率高達7.78×10-4S/cm,電化學(xué)窗口達到3V(vs.Li/Li+),且具有一定的機械強度。將該聚合物電解質(zhì)與還原碳-硫復(fù)合正極材料組裝成電池,電化學(xué)測試表明首次放電比容量達350mAh/g,20次循環(huán)后還能保持170mAh/g。將SPE與LATP復(fù)合,組裝成電池,首次放電容量達400mAh/g,50次循環(huán)后還具有一定容量,新型結(jié)構(gòu)的鋰硫電池取得了一定成果。
【關(guān)鍵詞】：PEO 聚合物電解質(zhì) 鋰硫電池
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-27
• 1.1 引言8-9
• 1.2 鋰硫電池介紹9-14
• 1.3 鋰硫電池正極材料14-18
• 1.4 鋰硫電池電解質(zhì)18-25
• 1.5 課題的選題思路及主要工作內(nèi)容25-27
• 2 PEO基聚合物電解質(zhì)的制備與性能27-39
• 2.1 引言27-28
• 2.2 PEO基固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備28-29
• 2.3 實驗結(jié)果與討論29-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 離子液體、PC、EC含量及復(fù)配體系對SPE性能的影響39-47
• 3.1 引言39
• 3.2 固態(tài)聚合物增塑劑體系的制備39-40
• 3.3 離子液體的含量對性能影響40-43
• 3.4 IL、PC、EC復(fù)配體系對CPE性能的影響43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 SPE/LATP復(fù)合電解質(zhì)的研究47-52
• 4.1 引言47-48
• 4.2 SPE/LATP復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的制備48-50
• 4.3 SPE/LATP復(fù)合電解質(zhì)的性能測試50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 全固態(tài)電解質(zhì)在鋰硫電池中的應(yīng)用52-63
• 5.1 引言52-53
• 5.2 正極材料制備53-54
• 5.3 電池組裝54-55
• 5.4 電池電化學(xué)性能測試55-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 6 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 主要結(jié)論63-64
• 6.2 需要完善的工作64-65
• 致謝65-67
• 參考文獻67-76
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果76

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