隨著社會(huì)的飛速發(fā)展和進(jìn)步,人類對能源的需求也變得越來越大,傳統(tǒng)的鋰離子電池已經(jīng)漸漸不能滿足人們對高能量密度的需求要求,科研人員紛紛開始尋求具有高能量密度的儲(chǔ)能電池。其中,鋰硫電池以其優(yōu)異的電化學(xué)性能成為當(dāng)前這一領(lǐng)域的重要研究對象。但是,鋰硫電池目前還有許多無法解決的問題,其中最主要的還是多硫化物的“穿梭”效應(yīng)。最近,許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)在鋰硫電池的正極與隔膜之間添加一層較薄的中間層結(jié)構(gòu)能夠有效的阻擋多硫化物的穿梭,從而提高電池的循環(huán)壽命。為了解決上述中間層的問題,本文采用一步靜電紡絲的方法制備出以碳纖維為骨架,其上修飾有極性導(dǎo)電金屬氧化物Ti₄O₇的復(fù)合碳納米纖維(Ti₄O₇/CNFs),并將其用作鋰硫電池的中間層,研究其對電池電化學(xué)性能的影響。首先通過一步靜電紡絲的方法制備出了含有銳鈦礦TiO₂均勻分布的復(fù)合納米纖維,然后經(jīng)過1000℃的高溫碳熱還原使得銳鈦礦TiO₂與碳發(fā)生反應(yīng),制備出呈疏松網(wǎng)絡(luò)狀的Ti₄O₇/CNF...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池系統(tǒng)簡介
        1.2.1 鋰硫電池的工作原理
        1.2.2 鋰硫電池存在的問題以及相應(yīng)的解決方法
    1.3 鋰硫電池中間層的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內(nèi)容
    1.5 本文的創(chuàng)新性
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)所需主要材料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.2 相關(guān)材料的制備
        2.2.1 正極材料的制備
        2.2.2 復(fù)合碳納米纖維中間層材料的制備
        2.2.3 “三明治結(jié)構(gòu)”Ti₄O₇/CNFs薄膜的制備
    2.3 材料的物理表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 X射線衍射譜
        2.3.4 X射線光電子能譜
        2.3.5 熱重分析
        2.3.6 比表面積及孔徑分析儀
    2.4 電池的組裝及電化學(xué)性能測試
        2.4.1 紐扣式鋰硫電池的組裝
        2.4.2 交流阻抗測試
        2.4.3 循環(huán)伏安測試
        2.4.4 恒流充放電測試
第3章 Ti₄O₇/CNFs的制備及其對電化學(xué)性能的研究
    3.1 引言
    3.2 Ti₄O₇/CNFs薄膜的制備
    3.3 Ti₄O₇/CNFs薄膜的微觀形貌分析
    3.4 Ti₄O₇/CNFs薄膜的物相和成分分析
    3.5 Ti₄O₇/CNFs薄膜作為中間層對電化學(xué)性能的影響
    3.6 Ti₄O₇/CNFs中間層在鋰硫電池中的作用機(jī)制
    3.7 本章小結(jié)
第4章 Ti₄O₇/CNFs的改進(jìn)及其對電化學(xué)性能的研究
    4.1 引言
    4.2 不同含量的Ti₄O₇/CNFs的制備及其對電化學(xué)性能的影響
        4.2.1 不同含量的Ti₄O₇/CNFs的形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 不同含量的Ti₄O₇/CNFs的物相結(jié)構(gòu)分析
        4.2.3 不同含量的Ti₄O₇/CNFs作為中間層對電化學(xué)性能的影響
    4.3 不同結(jié)構(gòu)Ti₄O₇/CNFs的制備及其對電化學(xué)性能的影響
        4.3.1 不同結(jié)構(gòu)Ti₄O₇/CNFs的形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 不同結(jié)構(gòu)Ti₄O₇/CNFs的物相成分分析
        4.3.3 不同結(jié)構(gòu)Ti₄O₇/CNFs作為中間層對電化學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3739786