S@C@TiO 2 @C材料的制备及其锂硫电池性能的研究

发布时间：2020-12-27 13:15

　　随着能源问题和环境问题的日益严峻,人类对太阳能等清洁可再生能源的需求与日俱增。然而,如何将太阳能和风能等间歇性的清洁能源转化的电能进行经济持续的有效储存是影响人们能源使用的关键所在。锂硫电池由于质量比容量和体积比容量高,能量密度大,且硫单质资源丰富等优点,受到国内外研究者的广泛青睐,是最有前景的新一代能量存储系统。然而,硫单质导电性差,充放电过程中易发生体积膨胀以及多硫化物的溶解等问题导致电池库伦效率低、稳定性差。这些问题限制了锂硫电池的实际应用。为了解决锂硫电池中遇到的问题,研究者常常将硫与其他导电材料和具有固硫效果的材料进行结合,试图打破其锂硫电池实际使用过程中的限制。碳材料由成本低廉,导电性好备受广大研究者们的青睐;而金属氧化物材料由于独特的结构和性质,能提供丰富的极性活性位点吸附多硫化物,有效地抑制多硫化物的溶解,缓解由穿梭效应引起的电池稳定性差的问题,广泛应用在锂硫电池的研究中。因此将碳和金属氧化物起来,有望充分利用二者的优点,从而全面提升锂硫电池的使用性能。本文选取了常见的TiO₂和MnO₂为研究对象,通过与碳材料进行复合,制备了... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池充放电示意图

一种以单质硫作为正极电极材料，基于“转换型可再充锂电池。硫与锂完全反应生成硫化锂600 Wh kg-1，其理论比容量高达 1675 mAh g-1，[14]。此外，单质硫自然界含量丰富、价格低廉且硫电池在电池领域具有较大的发展前景。作原理负极材料一般为金属锂，而正极材料通常为单质锂硫电池工作原理示意图如图 1-2 所示，在放产生 Li+和电子，Li+在电场作用下通过电解质路迁移到正极，从而产生电流。硫在正极接受电过程发生可逆反应。电池电极反应如下：极：16Li 16Li++16e-极：S8+16Li++16e-8Li2S 池总反应：S8+16Li 8Li2S

图 1-3 锂硫电池电压曲线[14]。历史60 年代问世以来，锂硫电池电池一直被认为是有装置，引起全世界范围的研究兴趣。然而，随着更稳定的电化学性能和更长的使用寿命的储能发展一度停滞不前。在 2000 年以后，随着包括在内的新兴领域的快速发展，对电池能量密度提新回到人们的视野。锂硫电池具有高的理论比高出一个数量级，同时硫作为正极材料还具有点，使得锂硫电池成为电化学储能装置中最有前未有的关注[15]。在的主要问题及解决方案传统的锂离子电池相比，具有容量高、成本低锂硫电池在实际应用过程中本身仍有许多问题化道路的问题主要有以下几个方面。和放电产物（硫化锂）的导电率都很低，导致


本文编号：2941800