离子液体辅助制备多孔碳/硫复合正极材料用于锂硫电池的研究

发布时间：2021-07-27 11:45

　　近年来,随着电动汽车、混合型动力汽车、国防电源系统等大型储能电源的不断发展,需要具有高能量密度的储能装置与之相匹配。有着高理论比容量(1675 mA h g^-1)和高能量密度(2600 W h kg^-1)的锂硫电池被认为是具有发展前景的储能器件之一。此外,硫资源含量丰富、价格低廉且环境友好等优点更有利于锂硫电池应用于大规模的能源储能装置。此外,锂硫电池的工作电压在2.1 V附近,能满足很多场所的使用要求。然而锂硫电池本身也存在着很多问题:其一,单质硫和它的一系列放电产物的离子和电子导电性都很差;其二,多硫聚物Li₂S_n（其中n=4-8）会溶解于传统的有机电解液,造成“穿梭效应”;其三,在不断的循环过程中,正极会产生严重的体积变化。为了解决以上问题,人们进行了多方面的研究,对于正极材料的研究颇为广泛,其中硫/碳复合材料被认为是最适合的正极材料。因此本文利用离子液体辅助法制备出了多孔碳材料,然后通过热熔法将其与单质硫复合制备出了碳/硫复合材料,并表征和研究了其物理性能和电化学性能,主要研究工作包含以下两... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 锂硫电池概述
        1.1.1 锂硫电池的发展历史
        1.1.2 锂硫电池的工作原理
        1.1.3 锂硫电池存在的主要问题及解决方法
    1.2 锂硫电池正极材料的研究进展
        1.2.1 石墨烯基碳材料/硫复合正极材料
        1.2.2 碳纳米管基碳材料/硫复合正极材料
        1.2.3 多孔碳/硫复合正极材料
    1.3 离子液体概述
        1.3.1 离子液体的分类
        1.3.2 离子液体的性质
        1.3.3 离子液体的应用
    1.4 本论文选题意义和研究内容
2 离子热合成法制备石墨烯基全微孔碳材料用于锂硫电池的研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 主要化学试剂和仪器
        2.1.2 碳材料的制备
        2.1.3 硫/碳复合材料的制备
        2.1.4 结构和形貌表征方法
        2.1.5 电化学测试方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 结构与形貌结果分析
        2.2.2 电化学测试结果分析
    2.3 本章小结
3 离子液体辅助制备石墨烯基介/微孔碳材料用于锂硫电池的研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 主要化学试剂和仪器
        3.1.2 碳材料的制备
        3.1.3 硫/碳复合材料的制备
        3.1.4 结构和形貌表征及电化学测试方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 结构与形貌结果分析
        3.2.2 电化学测试结果分析
    3.3 本章小结
结论
创新点与展望
参考文献
附录A 文章中未列出的图谱
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
申请专利情况
致谢



本文编号：3305721