本文關(guān)鍵詞：富硫超支化聚合物的合成及其鋰硫電池應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 富硫超支化聚合物 溶液加工性能 石墨烯超輕氣凝膠 鋰硫電池正極材料

【摘要】：鋰硫電池是一種以硫為正極材料,鋰為負(fù)極材料的新型鋰離子電池。鋰硫電池具有較高的理論比容量(1672 mA·h·g-1),較高的理論能量密度(2600 W·h· kg-1),硫儲量豐富且成本低廉等優(yōu)點。然而硫加工困難,硫負(fù)載量低,導(dǎo)電性差,而且硫在放電過程中生成長鏈聚硫鋰中間體,在正負(fù)極之間擴(kuò)散穿梭發(fā)生自放電,造成循環(huán)性能的下降。因此,制備一種富硫、易加工、電化學(xué)性能穩(wěn)定的聚合物是提升鋰硫電池電化學(xué)性能的方法之一。本論文針對這一問題開展研究,設(shè)計合成了一種富硫的超支化聚合物(SRHPs),并將SRHPs應(yīng)用于鋰硫電池正極材料中本文通過由硫單質(zhì)(S8)發(fā)生開環(huán)反應(yīng)分解產(chǎn)生的長鏈硫自由基與1,3-二異丙烯基苯(DIB)的硫自由基-雙鍵加成反應(yīng)合成SRHPs。與僅溶于極少數(shù)溶劑的純硫相比,SRHPs因受益于自身支化的分子結(jié)構(gòu),在一些有機(jī)溶劑中呈現(xiàn)出較高的溶解度——400mg·mL-1。 SRHPs具有較大的分子量,最大數(shù)均分子量為5400g·mol-1,最大重均分子量為23500 g·mol-1。還將乙烯基封端的SRHPs依次通過硫自由基-雙鍵點擊化學(xué)和Menschutkin季銨化點擊化學(xué)反應(yīng),對SRHPs的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及溶解性進(jìn)行調(diào)控,獲得了水溶性的聚硫化合物。結(jié)合SRHPs的高硫含量及高溶解性,將SRHPs溶解在揮發(fā)性有機(jī)溶劑中,涂覆到一種石墨烯-碳納米管協(xié)同組成的全碳?xì)饽z中,制得鋰硫電池正極材料。采用循環(huán)伏安法、恒電流充放電和電化學(xué)阻抗等測試手段研究鋰硫電池的電化學(xué)性能。這種基于SRHPs和全碳?xì)饽z的鋰硫電池的最初比容量達(dá)到1247.6 mA·h·g-1,電池的循環(huán)壽命至少能夠達(dá)到400次,還展現(xiàn)出較理想的倍率性能以及穩(wěn)定在100%左右的庫侖效率,比以純硫作為正極材料的鋰硫電池表現(xiàn)出更優(yōu)越的電池性能,這歸結(jié)于SRHPs將硫元素通過C-S共價鍵連接的化學(xué)固定作用,成功地抑制了鋰硫電池穿梭效應(yīng)。三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的全碳?xì)饽z提升了電極材料的導(dǎo)電性,也提升了鋰硫電池的電化學(xué)性能。SRHPs兼具高溶解性、可功能化性質(zhì)和優(yōu)越的電化學(xué)性能等優(yōu)點,為SRHPs在電學(xué)等方面的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ317

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙輝,王琳,羅運軍,張文栓;超支化聚合物研究進(jìn)展(Ⅰ)結(jié)構(gòu)與性能[J];熱固性樹脂;2004年03期

2 曲忠先;焦劍;王軼潔;王雪榮;孔德鵬;;超支化聚合物的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2006年03期

3 王兆惠;李綿貴;;超支化聚合物的性能研究[J];化工技術(shù)與開發(fā);2006年12期

4 文志紅;石葆瑩;;超支化聚合物的研究進(jìn)展[J];杭州化工;2007年03期

5 姚暢;陳愛芳;曾少敏;徐祖順;易昌鳳;;“活性”/可控聚合制備超支化聚合物[J];材料導(dǎo)報;2007年S3期

6 趙輝;羅運軍;;超支化聚合物在塑料中的應(yīng)用[J];塑料工業(yè);2007年S1期

7 李瓊;蘭云軍;柴玉葉;;超支化聚合物的結(jié)構(gòu)、性能及合成[J];皮革科學(xué)與工程;2008年06期

8 王學(xué)川;劉俊;丁建華;;超支化聚合物理論的發(fā)展沿革和應(yīng)用研究進(jìn)展[J];皮革科學(xué)與工程;2008年01期

9 葉早萍;;超支化聚合物[J];印染;2008年04期

10 吳倩倩;傅英娟;秦夢華;;超支化聚合物的合成方法與其在濕部化學(xué)的應(yīng)用[J];造紙科學(xué)與技術(shù);2008年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓明全;韓克清;余木火;;新型芳香族超支化聚合物的合成與表征[A];2005年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2005年

2 劉曉輝;;超支化聚合物的合成與表征[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

3 朱新遠(yuǎn);顏德岳;;陽離子型超支化聚合物的可控制備及應(yīng)用[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

4 萬文明;潘才元;;超支化聚合物的增長以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

5 許培俊;井新利;;一種耐高溫超支化聚合物及其應(yīng)用[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

6 周永豐;顏德岳;;超支化聚合物的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第16分會場摘要集[C];2010年

7 龔偉;王波;祁寧;麥亦勇;劉黎明;;超支化聚合物微結(jié)構(gòu)的正電子研究[A];第九屆全國正電子譜學(xué)會議論文集[C];2005年

8 李思均;牟建新;陳杰;劉新華;姜振華;;不同鏈段結(jié)構(gòu)對超支化聚合物性能的影響[A];2005年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2005年

9 李振;;新型超支化聚合物的簡易合成及其二階非線性光學(xué)性能研究[A];2007年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2007年

10 潘才元;孫淼;楊文;;含氮超支化聚合物和納米粒子的合成及表征[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 白利斌;氧化還原/RAFT乙烯基自縮合法制備水溶性超支化聚合物[D];河北大學(xué);2012年

2 靳海寶;超支化聚合物囊泡的多級自組裝及其在模擬細(xì)胞聚集中的應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2014年

3 陳恒;超支化高分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析與分子內(nèi)環(huán)化控制研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

4 湯多峰;基于芴基超支化聚合物的設(shè)計、制備與性能[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

5 強(qiáng)濤濤;超支化聚合物的制備及其對超細(xì)纖維合成革衛(wèi)生性能的影響[D];陜西科技大學(xué);2010年

6 楊文;熒光超支化聚合物的合成與應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

7 董文勇;基于超支化聚合物構(gòu)建微/納米結(jié)構(gòu)[D];上海交通大學(xué);2011年

8 高超;超支化聚合物的分子設(shè)計、合成、表征及功能化研究[D];上海交通大學(xué);2001年

9 劉進(jìn)軍;含酮和芴單元超支化聚合物的合成及其性能研究[D];河北大學(xué);2010年

10 孫淼;雙烯單體的超支化聚合反應(yīng)和叔胺基熒光超支化聚合物的合成和應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張婷;端磺酸基超支化聚合物的制備、表征及應(yīng)用[D];陜西科技大學(xué);2015年

2 秦紅艷;超支化聚合物修飾的多孔材料吸附CO_2性能研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

3 梁蘇;基于超支化聚合物的糖基化表面的構(gòu)建及其對細(xì)胞遷移的影響[D];浙江大學(xué);2016年

4 魏楊揚;富硫超支化聚合物的合成及其鋰硫電池應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 張U，

本文編號：1236185