單質(zhì)硫的理論比容量高達(dá)1675 mAhg-1,同時(shí)具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),其與金屬鋰構(gòu)成鋰硫電池,理論能量密度為2600 Wh Kg-1,被認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的二次電池體系之一。然而單質(zhì)硫與Li2S的電絕緣性以及電化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)物多硫化物的“穿梭效應(yīng)”等問題降低了鋰硫電池電極的活性物質(zhì)利用率和循環(huán)壽命,嚴(yán)重阻礙了鋰硫電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。本文采用金屬氫氧化物對(duì)硫/碳正極材料進(jìn)行改性,制備了新型復(fù)合硫正極材料用以改善鋰硫電池的電化學(xué)性能。采用熱處理和水熱法制備氫氧化鈷包覆硫/碳復(fù)合材料（Co（OH）2S/CCB）。復(fù)合材料中,硫嵌入到導(dǎo)電炭黑的孔隙中形成硫/碳納米球,氫氧化鈷納米片包覆在硫/碳表面,以此復(fù)合材料為正極的鋰硫電池顯示出了良好的電化學(xué)性能。在0.1 C充放電時(shí),Co（OH）2@S/CCB電極的首次放電容量為993 mAhg-1,經(jīng)過100次循環(huán),容量仍可保持為779 mAhg-1;即使是在1C的電流密度下循環(huán)200次后,仍可保持其71.2%的初始容量,庫倫效率一直保持在97%以上。采用熱處理結(jié)合化學(xué)沉淀法制備氫氧化鎳修飾硫/碳復(fù)合材料（Ni（OH）2@S/CCB）。復(fù)合材... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【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 鋰硫電池概述
        1.2.1 硫的存在形式
        1.2.2 鋰硫電池結(jié)構(gòu)
        1.2.3 鋰硫電池工作原理
        1.2.4 影響鋰硫電池性能的因素
    1.3 鋰硫電池正極材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 硫/碳復(fù)合材料
            1.3.1.1 多孔碳-硫復(fù)合正極材料
            1.3.1.2 碳納米纖維/碳納米管-硫復(fù)合正極材料
            1.3.1.3 石墨烯/氧化石墨烯-硫復(fù)合材料
            1.3.1.4 混合碳-硫復(fù)合正極材料
        1.3.2 硫/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料
            1.3.2.1 硫/聚毗咯復(fù)合材料
            1.3.2.2 硫/聚苯胺復(fù)合材料
            1.3.2.3 其他硫/聚合物復(fù)合材料
        1.3.3 氧化物添加/包覆硫復(fù)合正極材料
        1.3.4 硫化物正極材料
    1.4 鋰硫電池電解液及負(fù)極材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 鋰硫電池電解液
        1.4.2 鋰硫電池負(fù)極材料
    1.5 選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法和儀器
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
        2.1.1 儀器和設(shè)備
        2.1.2 化學(xué)試劑
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 拉曼分析(Raman)
        2.2.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.2.4 掃描電子顯微分析(SEM)
        2.2.5 透射電子顯微分析(TEM)
        2.2.6 熱重分析(TG)
        2.2.7 等離子體發(fā)射光譜分析(ICP-AES)
    2.3 電池裝配
        2.3.1 極片的制備
        2.3.2 電池的裝配
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 恒流充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試(CV)
        2.4.3 電化學(xué)阻抗譜測試(EIS)
第三章 氫氧化鈷包覆硫碳復(fù)合正極材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 復(fù)合材料的制備
        3.2.1 S/CCB復(fù)合材料的制備
        3.2.2 Co(OH)_2@S/CCB復(fù)合材料的制備
    3.3 材料的結(jié)構(gòu)和形貌分析
    3.4 電化學(xué)性能測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 氫氧化鎳修飾硫碳復(fù)合正極材料的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料的制備
        4.2.1 S/CCB復(fù)合材料的制備
        4.2.2 Ni(OH)_2@S/CCB復(fù)合材料的制備
    4.3 材料的結(jié)構(gòu)和形貌分析
    4.4 電化學(xué)性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池電極材料研究進(jìn)展[J]. 周恒輝,慈云祥,劉昌炎.  化學(xué)進(jìn)展. 1998(01)



本文編號(hào)：3723177