隨著當(dāng)今社會的發(fā)展,化石能源短缺以及環(huán)境污染日益加劇,使得人們對綠色、環(huán)保、可持續(xù)的高效二次儲能裝置的需求也越來越高。高性能電池的研發(fā),其核心是提高電池的循環(huán)壽命、功率密度、能量密度等三大技術(shù)指標(biāo)。然而,由于受到理論比容量的限制,想進(jìn)一步提升鋰離子電池的能量密度已經(jīng)非常困難。鋰硫電池的正極為硫元素,負(fù)極為金屬鋰,其正極硫具有1675 mAh·g^-1的高理論比容量,理論比能量能達(dá)到2600 Wh kg^-1,是傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度的3⁵倍。并且硫資源豐富、價格低廉、環(huán)境友好,因此鋰硫電池受到了廣大科研人員的極大關(guān)注。而原料來源豐富、價格低廉、可再生、產(chǎn)率高的生物質(zhì)多孔碳材料,由于其導(dǎo)電性好,比表面積高,還能通過雜原子（N、O、P、F）摻雜修飾碳材料抑制穿梭效應(yīng)從而提高電池性能。本論文,我們主要研究了幾種生活中常見、易得且高產(chǎn)率的生物質(zhì)碳材料的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用:（1）榕樹具有豐富的可再生的氣生根即榕樹須,在我國南方有大面積的種植。由榕樹須制備的氮氧雙摻雜的榕樹須多孔碳NOPC,為碳硫復(fù)合物提供了大的比表面積和孔體積... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰硫電池結(jié)構(gòu)示意圖和典型的充放電曲線

圖 3.1 活性炭 NOPC 和 NOPC/S 復(fù)合物的制備流程圖Fig.3.1. Schematic of preparation of NOPC and NOPC/S composite..2 不同硫含量 NOPC/S 復(fù)合材料的制備我們采用熔融擴(kuò)散法制備不同硫含量的 S/NOPC 復(fù)合材料。NOPC 和升華別按重量比為 2:3，1:2，1:3 研磨混合均勻，研磨好的混合物首先在 155 °C 12 h，然后進(jìn)一步在 N2氣氛中升溫至 200 °C 恒溫處理退火 1 h 以去除復(fù)合表面沉積的多余的硫。待管式爐冷卻至室溫后，最終得到不同硫含量的PC/S 復(fù)合材料。加熱過程中升溫速度為 5 攝氏度/分鐘。.3 電極材料的制備為了評估 NOPC 的電化學(xué)性能，我們將所制備的 NOPC/S 復(fù)合材料和乙炔

20圖3.3 (a)碳化后的榕樹須FM；(b-f)活化后的榕樹須活性炭NOPC；(g-i)硫含量分別為59.9%、62.9%、71.8%的 NOPC/S 復(fù)合物。Fig.3.3 SEM images of the carbonized products before activation (a), NOPC (b-f), (g)NOPC/S-59.9, (h) NOPC/S-62.9, and (i) NOPC/S-71.8.不同硫含量 NOPC/S 復(fù)合材料的 SEM 圖像如圖 3.3(d-i)所示。由圖可以明顯看出，硫負(fù)載到 NOPC 后，復(fù)合材料的表面變得更加粗糙，同時納米片厚度增加。除此之外，之前觀察到碳材料表面的多孔負(fù)載硫后消失,與此同時發(fā)現(xiàn)，材料表面會沉積部分硫顆粒[69]，并且隨著硫含量的增加沉積的硫顆粒的量也會隨之增加，特別是 NOPC/S-71.8%(圖 3.3(i)所示)。在圖 3.4 (a-b) 所示的高分辨率 TEM（HRTEM）圖像中可以觀察到 NOPC中含有豐富的微孔（大量白色點點代表多孔碳的豐富孔隙），這與 N2吸附-脫附結(jié)果一致（如圖 3.2c）。致

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Li-S電池硫正極性能衰減機(jī)理分析及研究現(xiàn)狀概述[J]. 刁巖,謝凱,洪曉斌,熊仕昭.  化學(xué)學(xué)報. 2013(04)



本文編號：3517392