鋰硫電池因其高能量密度、活性物質(zhì)硫儲(chǔ)量豐富、環(huán)境友好等特性,逐漸成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的對(duì)象,是最具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能器件之一。提高電極硫負(fù)載量是實(shí)現(xiàn)高比能鋰硫電池的重要途徑之一。傳統(tǒng)高載硫電極的制備方式通常是調(diào)控漿料涂布厚度,但在極片烘干過(guò)程中涂層容易脫落而導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)損壞。同時(shí)高載硫體系下,電化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)物—多硫化物（Li₂S_n（4≤n≤8））的“穿梭效應(yīng)”導(dǎo)致電池容量衰減迅速、庫(kù)倫效率降低、自放電現(xiàn)象嚴(yán)重。在課題組前期研究工作和文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:（1）基于酸化處理的商業(yè)化碳納米管（CNTs）,采用簡(jiǎn)易的真空抽濾工藝制備三維自支撐CNTs膜。以Li₂S₆為活性物質(zhì),在高載硫（載硫量:4.74 mg）條件下,探討不同厚度CNTs膜對(duì)復(fù)合電極電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明,CNTs/Li₂S₆復(fù)合電極的電化學(xué)性能隨著CNTs膜厚度的增加而有效改善。當(dāng)CNTs膜電極厚度為300μm時(shí),CNTs/Li₂S_... 

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jiǎn)介
        1.2.1 鋰硫電池反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 鋰硫電池的問(wèn)題
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 復(fù)合電極改性
            1.3.1.1 納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電碳/硫復(fù)合電極
            1.3.1.2 石墨相氮化碳/硫復(fù)合電極
            1.3.1.3 石墨烯/硫復(fù)合電極
            1.3.1.4 氧化石墨烯/硫復(fù)合電極
            1.3.1.5 功能型粘結(jié)劑改性電極
        1.3.2 電解液改性
        1.3.3 隔膜涂層改性
        1.3.4 功能化插層
        1.3.5 新型電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    1.4 論文選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原材料、設(shè)備及測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 材料的物理性能表征
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.3.3 電子顯微鏡分析(SEM)
        2.3.4 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.3.5 紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析(UV-vis)
        2.3.6 X射線光子能譜分析(XPS)
    2.4 電池電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 循環(huán)伏安法測(cè)試(CV)
        2.4.2 恒電流充放電測(cè)試
        2.4.3 電化學(xué)阻抗譜(EIS)
第三章 自支撐CNTs/Li_2S_6膜電極構(gòu)筑及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 自支撐CNTs膜電極的制備
        3.2.2 CNTs/Li_2S_6復(fù)合膜電極的電池組裝及測(cè)試
    3.3 材料表征
        3.3.1 自支撐CNTs膜的物相分析
        3.3.2 自支撐CNTs膜的形貌表征
    3.4 電池性能測(cè)試與分析
        3.4.1 電化學(xué)性能測(cè)試
        3.4.2 阻抗測(cè)試
    3.5 電極XPS測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 自支撐g-C_3N_4/CNTs/Li_2S_6膜電極構(gòu)筑及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 g-C_3N_4 的制備
        4.2.2 g-C_3N_4/CNTs/Li_2S_6復(fù)合膜電極的制備
    4.3 材料表征
        4.3.1 g-C_3N_4/CNTs復(fù)合膜的物相表征
        4.3.2 g-C_3N_4/CNTs復(fù)合膜的形貌表征
        4.3.3 Li_2S_6吸附實(shí)驗(yàn)
    4.4 電池性能的測(cè)試與分析
        4.4.1 電化學(xué)性能測(cè)試
        4.4.2 阻抗測(cè)試
        4.4.3 自放電行為測(cè)試
    4.5 電極XPS與 FT-IR測(cè)試
    4.6 本章小結(jié)
第五章 自支撐GO/CNTs/Li_2S_6膜電極的構(gòu)筑及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 GO/CNTs/Li_2S_6復(fù)合膜電極的制備
    5.3 材料表征
        5.3.1 GO/CNTs復(fù)合膜的物相表征
        5.3.2 GO/CNTs復(fù)合膜的形貌表征
        5.3.3 Li_2S_6吸附實(shí)驗(yàn)
    5.4 電池性能的測(cè)試與分析
        5.4.1 電化學(xué)性能測(cè)試
        5.4.2 阻抗測(cè)試
        5.4.3 自放電行為測(cè)試
    5.5 電極XPS測(cè)試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在校期間發(fā)表論文情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向鋰硫電池的高負(fù)載量碳硫復(fù)合正極材料研究進(jìn)展[J]. 張騰,唐天宇,侯仰龍.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(01)
[2]鋰硫電池系統(tǒng)研究與展望[J]. 鄧南平,馬曉敏,阮艷莉,王曉清,康衛(wèi)民,程博聞.  化學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[3]鋰硫電池正極復(fù)合材料研究現(xiàn)狀[J]. 楊蓉,鄧?yán)ぐl(fā),劉曉艷,曲冶,雷京,任冰.  化工進(jìn)展. 2015(05)
[4]碳質(zhì)材料在鋰硫電池中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張強(qiáng),程新兵,黃佳琦,彭翃杰,魏飛.  新型炭材料. 2014(04)
[5]鋰硫電池正極研究現(xiàn)狀及產(chǎn)品化前景[J]. 周矗,徐倩,李合琴,喬愷,張靜,唐瓊.  新材料產(chǎn)業(yè). 2014(04)
[6]鋰/硫電池的研究現(xiàn)狀、問(wèn)題及挑戰(zhàn)[J]. 胡菁菁,李國(guó)然,高學(xué)平.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(11)
[7]鋰硫電池性能改善研究進(jìn)展[J]. 李娜,李景印,李昌家,郭玉鳳.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(S2)
[8]高性能鋰硫電池材料研究進(jìn)展[J]. 梁宵,溫兆銀,劉宇.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[9]溫度和添加劑對(duì)鋰硫電池自放電的影響[J]. 熊仕昭,謝凱,洪曉斌,榮利霞.  電池工業(yè). 2010(06)

博士論文
[1]鋰硫電池硫化鋰/碳復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 汪東煌.浙江大學(xué) 2018

碩士論文
[1]石墨制備石墨烯過(guò)程中產(chǎn)物三維結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能變化研究[D]. 王培草.西南科技大學(xué) 2015
[2]MS2（M=Sn、Mo）@氮摻雜碳復(fù)合微納纖維/Li2S6復(fù)合電極的制備及其電化學(xué)行為研究[D]. 薛嗣康.江蘇大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3699494