碳及碳化钛基锂硫电池正极材料的设计制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-04-25 12:52

　　随着电子设备和电动汽车的出现和发展,开发高效且经济的能量存储和转化体系变得愈加迫切。锂硫电池（LSB）因其理论比容量约为1675 m Ah g^-1,体积能密度约为2600Wh kg^-1,而且具有成本低廉、环境友好等优势,成为最有潜力的下一代高比能储能体系,但硫正极和Li₂S所存在的导电性差、放电过程中产生的体积膨胀问题以及充放电过程中产生的多硫化物会造成穿梭效应等问题阻碍了其商业化应用。本论文通过设计制备碳及碳化钛基锂硫电池正极材料,针对性地解决上述硫正极存在的问题,主要结果如下:（1）原位负载Co/CoOOH纳米颗粒的氮掺杂石墨烯纳米带的设计制备。通过使用KOH溶液或者HNO₃溶液实现了在温和的条件下,制备原位负载有Co/CoOOH或者Co纳米颗粒的一维氮掺杂石墨烯纳米带,作为载硫基体应用在锂硫电池中,很好地解决了多硫化物的穿梭效应和硫正极的固有缺陷,表现出优异的长循环性能和倍率性能。当面载量为1.1 mg cm^-2时,在0.2 C的电流密度下,500圈循环过后仍保持804.... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂硫电池概述
        1.2.1 锂硫电池结构及工作原理
        1.2.2 锂硫电池存在的问题
    1.3 锂硫电池正极材料研究现状
        1.3.1 碳/硫复合正极材料
        1.3.2 极性金属化合物/硫复合正极材料
        1.3.3 导电聚合物/硫复合正极材料
        1.3.4 有机硫化物复合正极材料的研究进展
    1.4 本论文的研究意义和研究内容
第二章 实验试剂以及材料和电化学表征仪器
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 材料测试和表征
    2.4 电化学测试及表征
第三章 氮掺杂石墨烯纳米带的设计制备及其用于锂硫电池正极材料的性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料制备
2S₆溶液的制备和吸附试验">        3.2.2 Li₂S₆溶液的制备和吸附试验
        3.2.3 电化学表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 N-GNRs的合成条件探究
        3.3.2 材料的结构和物性表征
        3.3.3 电化学表征
    3.4 本章小结
3C₂T_x纳米片原位包裹纳米硫的设计制备及其电化学性能研究">第四章 豆荚状Ti₃C₂T_x纳米片原位包裹纳米硫的设计制备及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料制备
        4.2.2 电化学表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的结构和物性表征
        4.3.2 电化学表征
    4.4 本章小结
3C₂T_x/Co（OH）₂ 气凝胶的设计制备及其用于锂硫电池正极材料的性能研究.">第五章 Ti₃C₂T_x/Co（OH）₂ 气凝胶的设计制备及其用于锂硫电池正极材料的性能研究.
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 材料合成
        5.2.2 电化学表征
    5.3 结果与讨论
3C₂T_x MXenes/Co（OH）₂ 水凝胶的合成探究">        5.3.1 Ti₃C₂T_x MXenes/Co（OH）₂ 水凝胶的合成探究
        5.3.2 材料的结构和物性表征
        5.3.3 电化学表征
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]Interface enhanced well-dispersed Co9S8 nanocrystals as an efficient polysulfide host in lithium–sulfur batteries[J]. Xue Liu,Qiu He,Hong Yuan,Chong Yan,Yan Zhao,Xu Xu,Jia-Qi Huang,Yu-Lun Chueh,Qiang Zhang,Liqiang Mai.  Journal of Energy Chemistry. 2020(09)



本文编号：3159419