傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度較低,難以滿足當(dāng)前功能性更強的智能電子產(chǎn)品、高續(xù)航純電動汽車和無人機等的需求,而基于多電子氧化還原反應(yīng)的鋰硫電池具有高達(dá)1675 mAh g^-1的理論比容量和2600 Wh kg^-1的理論比能量,因此有望替代現(xiàn)有的鋰離子電池系統(tǒng)被廣泛使用。此外,單質(zhì)硫還具有廉價易得、環(huán)境友好、地殼含量豐富以及安全無毒等優(yōu)點。然而作為電極材料,單質(zhì)硫及其放電后的最終產(chǎn)物L(fēng)i₂S₂/Li₂S的導(dǎo)電性差、中間產(chǎn)物多硫化鋰在電解液中的溶解以及放電過程中高達(dá)80%的體積膨脹,導(dǎo)致鋰硫電池中硫的利用率低、容量衰減迅速、倍率性能差,上述不利情況使得鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用之路困難重重。為了解決上述難題,研究人員發(fā)現(xiàn)將碳材料作為活性物質(zhì)的載體,可以極大改善鋰硫電池各方面的性能。其中,利用靜電紡絲技術(shù)制備的一維多孔碳納米纖維材料因其良好的導(dǎo)電性、優(yōu)異的柔韌性和機械性以及自支撐等特點,在制備高性能鋰硫電池方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。目前為數(shù)不多的文獻(xiàn)中僅僅探討了一維納米纖維的孔效應(yīng)對鋰硫電池電化...

【文章頁數(shù)】：81 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 鋰硫電池概述
        1.2.1 鋰硫電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 鋰硫電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.3 鋰硫電池面臨的挑戰(zhàn)
    1.3 鋰硫電池正極研究進(jìn)展
        1.3.1 碳載體材料
        1.3.2 無機極性載體材料
        1.3.3 有機載體材料
    1.4 鋰硫電池負(fù)極和電解液研究進(jìn)展
        1.4.1 鋰硫電池負(fù)極研究進(jìn)展
        1.4.2 鋰硫電池電解液研究概況
    1.5 一維納米纖維材料在鋰硫電池中的優(yōu)勢
    1.6 本文的選題依據(jù)、內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.6.1 本論文選題依據(jù)
        1.6.2 本論文研究內(nèi)容
        1.6.3 本論文的創(chuàng)新點
第2章 實驗試劑、儀器和研究方法
    2.1 主要試劑與儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 主要實驗儀器設(shè)備
    2.2 主要物理表征技術(shù)
        2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 X射線衍射儀
        2.2.4 X射線光電子能譜儀
        2.2.5 氮吸附比表面積測試儀
        2.2.6 熱重分析儀
        2.2.7 紫外-可見吸收光譜測試儀
    2.3 鋰硫電池的組裝和性能測試
        2.3.1 鋰硫電池電極的制備
        2.3.2 鋰硫電池的組裝
        2.3.3 鋰硫電池電化學(xué)性能的測試
第3章 碳納米纖維自支撐電極材料的制備及在鋰硫電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 靜電紡絲制備F127/CNT/聚丙烯腈(PAN)薄膜
        3.2.2 自支撐一維碳納米纖維(CNFs)薄膜材料的制備
        3.2.3 Li₂S₆ 溶液的配制
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 CNFs薄膜材料的表征
        3.3.2 CNFs自支撐鋰硫電池正極的電化學(xué)行為
        3.3.3 CNFs自支撐鋰硫電池正極的動力學(xué)性質(zhì)及機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Co₉S₈/CNFs復(fù)合納米纖維電極材料的制備及在鋰硫電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 靜電紡絲制備聚丙烯腈(PAN)納米纖維
        4.2.2 Co₉S₈/PAN復(fù)合納米纖維的制備
        4.2.3 Co₉S₈/CNFs復(fù)合納米纖維的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Co₉S₈/CNFs復(fù)合納米纖維材料的表征
        4.3.2 基于Co₉S₈/CNFs復(fù)合納米纖維鋰硫電池正極的電化學(xué)行為
        4.3.3 基于Co₉S₈/CNFs復(fù)合納米纖維鋰硫電池正極的動力學(xué)性質(zhì)及機理分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間科研情況



本文編號：3827309