本文關(guān)鍵詞：鋰硫電池正極材料與隔膜制備及性能研究

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【摘要】：為緩解社會日益增長的能源需求與現(xiàn)階段煤炭資源不斷匱乏的矛盾,電化學(xué)儲能研究已逐步受到重視。鋰硫電池作為高能量密度的新型電化學(xué)儲能體系之一,有著鋰離子電池?zé)o可比擬的優(yōu)點(diǎn)。其中單質(zhì)硫與不同結(jié)構(gòu)碳材料復(fù)合制備鋰硫電池正極材料的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)。為提高鋰硫電池的容量和循環(huán)性能,本論文主要完成了以下工作：首先,本文選用三種不同形貌碳材料(碳納米管CNT、乙炔黑AB和科琴黑KB)分別與硫復(fù)合制備碳硫復(fù)合材料,并進(jìn)行測試與分析。結(jié)果表明,S/CNT和S/KB兩種復(fù)合材料循環(huán)性能明顯優(yōu)于S/AB復(fù)合材料,這是由于S吸附在CNT和KB表面或孔穴中,很好地抑制了多硫離子的溶解。其次,本文充分利用Al2O3對電解液具有良好的浸潤性和保液率特性以及具有優(yōu)越導(dǎo)電性的CNT材料,設(shè)計(jì)出層狀CNT/Al2O3/PP復(fù)合隔膜。該復(fù)合隔膜表面纏繞的CNT層能夠攔截多硫離子,有效抑制穿梭效應(yīng)；而中間顆粒狀A(yù)l2O3層能促使隔膜良好浸潤,同時(shí)保持電池長循環(huán)所需的電解液,延長電池充放電壽命。通過測試表明：復(fù)合隔膜可以明顯提高電池的電化學(xué)性能,有效解決鋰硫電池容量衰減過快、循環(huán)性能較差等問題。CNT/Al2O3/PP復(fù)合隔膜循環(huán)100次容量仍可保持在807.8 mAh/g,其中在電流密度為2C時(shí)放電容量可達(dá)745mAh/g。最后,本文以常規(guī)阻燃添加劑甲基膦酸二甲酯(DMMP)作為電解液溶劑制備出高安全性能電解液。通過與傳統(tǒng)1MLiPF6/EC+DEC電解液對比測試。發(fā)現(xiàn)DMMP基的電解液具有很好的阻燃能力,可起到“滅火器”作用,在鋰離子電池高安全領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：鋰硫電池 硫/碳正極復(fù)合材料 復(fù)合隔膜 電解液添加劑
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 引言14
• 1.2 鋰硫電池簡介14-18
• 1.2.1 鋰硫電池的發(fā)展史15-16
• 1.2.2 鋰硫電池的工作原理16-18
• 1.2.3 鋰硫電池容量衰減的機(jī)理18
• 1.3 鋰硫電池正極材料研究進(jìn)展18-25
• 1.3.1 碳/硫復(fù)合材料19-21
• 1.3.2 聚合物/硫復(fù)合材料21-23
• 1.3.3 氧化物/硫復(fù)合材料23-25
• 1.3.4 集流體和粘結(jié)劑25
• 1.4 鋰硫電池隔膜研究進(jìn)展25-26
• 1.5 鋰硫電池的應(yīng)用26-27
• 1.6 本論文研究的目的和意義27-28
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法與儀器28-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品28
• 2.2 主要儀器設(shè)備28-29
• 2.3 電池電物理性能測試29
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡29
• 2.3.2 電導(dǎo)率測試儀29
• 2.4 材料的電化學(xué)性能測試29-31
• 2.4.1 電極片的制作29-30
• 2.4.2 扣式電池組裝30
• 2.4.3 電化學(xué)性能測試30-31
• 第三章 不同碳材料/硫復(fù)合材料的制備與性能研究31-40
• 3.1 引言31-32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-33
• 3.2.1 復(fù)合隔膜制備和電池組裝32-33
• 3.2.2 正極S/CNT、S/KB復(fù)合材料表征33
• 3.2.3 電化學(xué)性能測試33
• 3.3 結(jié)果與討論33-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 鋰硫電池隔膜改性研究40-47
• 4.1 引言40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分40-41
• 4.2.1 復(fù)合隔膜制備和電池組裝40
• 4.2.2 電化學(xué)性能測試40-41
• 4.3 結(jié)果與討論41-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 鋰離子電池阻燃電解液47-55
• 5.1 引言47-49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分49-50
• 5.2.1 電解液、材料制備和電池組裝49
• 5.2.2 電解液測試49-50
• 5.2.3 電池電化學(xué)性能測試50
• 5.3 結(jié)果與討論50-53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 第六章 總結(jié)55-56
• 6.1 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)和研究意義55
• 6.2 本論文的不足之處55-56
• 參考文獻(xiàn)56-64
• 參考文獻(xiàn)攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動和成果情況64

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4 任小龍;劉渝潔;馮勇剛;李愛新;;電池隔膜制造方法研究進(jìn)展[J];絕緣材料;2007年06期

5 鹿玉理;;復(fù)合隔膜對電池性能的影響因素[J];干電池;1980年02期

6 程欣;;鋰電池隔膜進(jìn)口替代困境[J];化工管理;2014年01期

7 ;世界首創(chuàng)高效能電池隔膜技術(shù)在我國誕生[J];電子元件與材料;2014年02期

8 楊學(xué)毅;任學(xué)穎;刁玉琦;張海昌;;電池隔膜的研究與進(jìn)展[J];電源技術(shù);2013年07期

9 ;國外電池新技術(shù)(六則)[J];干電池技術(shù)通訊;1976年01期

10 陳敏元;;高能鋰有機(jī)電解質(zhì)電池[J];干電池;1980年03期

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1 滿長陣;唐昶宇;江彭;劉昊;黃家偉;梅軍;劉煥明;;利用超熱氫交聯(lián)技術(shù)改善鋰電池隔膜浸潤性的研究[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集——主題N：高分子加工與成型[C];2013年

2 孫亞頗;焦曉寧;;新型電池隔膜的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第2分冊）[C];2010年

3 ;加強(qiáng)管理，提高“魚3—丙”一次電池隔膜的質(zhì)量——中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所 第四研究室電池隔膜QC小組[A];2003年度電子工業(yè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組成果質(zhì)量信得過班組經(jīng)驗(yàn)專集[C];2003年

4 高效岳;沈濤;唐琛明;邱德瑜;唐定驤;;Zn-Ni電池的進(jìn)展[A];中國電池工業(yè)協(xié)會2002年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2002年

5 吳耀明;于波;劉寧;王立民;;快充MH-Ni電池AB3型負(fù)極合金與隔膜相互匹配的研究[A];第二屆中國儲能與動力電池及其關(guān)鍵材料學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會論文集[C];2007年

6 汪海杰;王志明;;我國閥控式密封鉛酸蓄電池用隔板20年發(fā)展概述[A];中國電池行業(yè)二十年發(fā)展歷程[C];2009年

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1 羅兵;我國鋰電池隔膜技術(shù)謀求破壁[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2013年

2 山水;美國企業(yè)開發(fā)出新型電池隔膜[N];中國石化報(bào);2007年

3 本報(bào)記者 楊明;鋰電池：大熱剛剛開始[N];中國工業(yè)報(bào);2010年

4 記者 張清華　通訊員 崔巍;鋰電隔膜制造 基地昨日試產(chǎn)[N];深圳商報(bào);2010年

5 記者 劉向紅;九九久擬建鋰電池隔膜生產(chǎn)線[N];上海證券報(bào);2011年

6 見習(xí)記者 覃秘;擬定增投建鋰電池隔膜項(xiàng)目 滄州明珠進(jìn)軍新能源[N];上海證券報(bào);2011年

7 證券時(shí)報(bào)記者 謝楠;鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)大躍進(jìn) 高端領(lǐng)域仍是藍(lán)海[N];證券時(shí)報(bào);2012年

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10 本報(bào)記者 李香才;財(cái)政部支持電池隔膜產(chǎn)業(yè)化[N];中國證券報(bào);2013年

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1 呂慧;鋰—空氣電池氧電極催化劑—納米四氧化三鐵及復(fù)合材料的制備與性能[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 閆宇星;非水電解質(zhì)鋰空氣一次電池關(guān)鍵影響因素的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

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1 成林;鋰電池隔膜關(guān)斷性能測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];西安建筑科技大學(xué);2006年

2 胡星;聚烯烴纖維電池隔膜紙結(jié)構(gòu)及成紙性能的研究[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2015年

3 何獻(xiàn)文;鋰—二硫化鐵電池的研制[D];天津大學(xué);2004年

4 王奪;鎳氫超級電池負(fù)極材料的研究[D];長春理工大學(xué);2012年

5 郭自洋;高能量密度鋰空氣電池的相關(guān)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

6 胡華沖;LiFePO_4/Li_4Ti_5O_(12)電池的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

7 張峰君;Z公司鋰電池隔膜產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];廣西大學(xué);2014年

8 劉波;堿性二次電池隔膜等離子體改性研究[D];蘇州大學(xué);2005年

9 史小虎;全釩液流電池電極材料的改性及電池結(jié)構(gòu)的組裝優(yōu)化[D];中南大學(xué);2009年

10 吳紅軍;高能超鐵電池及其電化學(xué)性能研究[D];大慶石油學(xué)院;2004年

，

本文編號：865471