改性钒金属氧化物作为锂硫电池正极材料及其电化学性能分析
发布时间：2022-02-19 00:29
随着现代科学技术的迅猛发展,人类对绿色环保清洁能源的需求日渐迫切,电池领域逐渐成为了人类关注的热点。近年来,锂硫电池因其自身理论比容量高、活性物质成本低、安全性能高等优势,成为了各国研究者的研究重点。但因其自身存在电导率低、体积膨胀及穿梭效应等弊端,使电池的放电性能和循环性能都受到了影响。对正极材料进行改性成为优化电池性能的一种重要手段。本文主要探究了改性钒金属氧化物作为锂硫电池正极材料的制备以及性能分析。首先,采用氩气气氛下高温烧结法将商业V2O5与S按照不同质量比均匀混合经充分煅烧后,涂覆于铝箔表面,制成复合电极材料。实验结果表明该材料颗粒虽然有明显团聚现象,但仍具有较大的比表面积和孔隙率。当商业V2O5与S质量比为9:1时,电流密度为0.5 A/g时,比容量可达110.86mAh/g。其次,为了优化材料结构,提高S负载量,分别以聚乙烯醇和蔗糖为碳源,得到碳包覆V2O5基体材料。再利用热熔法将S按不同质量比复合后,得到碳包覆V2O...
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂硫电池的工作原理
1.3 锂硫电池正极材料研究进展
1.3.1 碳/硫复合材料
1.3.2 导电聚合物/硫复合材料
1.3.3 金属氧化物/硫复合材料
1.4 选题的研究内容
2 实验方法与测试手段
2.1 实验所用仪器设备与化学试剂
2.1.1 实验所用仪器设备
2.1.2 实验所用化学试剂
2.2 实验方法
2.2.1 五氧化二钒/硫正极材料的制备
2.2.2 碳包覆五氧化二钒/硫正极材料的制备
2.2.3 水热合成五氧化二钒/聚乙烯醇/硫正极材料的制备
2.2.4 电极的制备及2025 实验半电池的组装与测试
2.3 物理表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜分析
2.3.2 X射线粉末衍射分析
2.3.3 拉曼测试分析
2.4 电化学性能测试
2.4.1 恒流充放电测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
3 五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
3.1 引言
3.2 五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征分析
3.2.1 五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
3.2.2 五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
3.2.3 五氧化二钒负载硫正极材料的拉曼光谱分析
3.3 五氧化二钒负载硫正极材料的电化学性能分析
3.3.1 五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
3.3.2 五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗测试分析
3.3.3 五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
3.4 本章小结
4 碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
4.1 引言
4.2 聚乙烯醇为碳源的碳覆五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
4.2.1 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征
4.2.1.1 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
4.2.1.2 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
4.2.1.3 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的拉曼分析
4.2.2 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的电化学性能分析
4.2.2.1 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
4.2.2.2 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗测试分析
4.2.2.3 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
4.3 蔗糖为碳源的碳覆五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
4.3.1 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征
4.3.1.1 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
4.3.1.2 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
4.3.1.3 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的拉曼分析
4.3.2 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的电化学分析
4.3.2.1 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
4.3.2.2 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗分析
4.3.2.3 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
4.4 本章小结
5 碳包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
5.1 引言
5.2 水热法制备纳米级五氧化二钒
5.2.1 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的物理表征
5.2.1.1 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的SEM分析
5.2.1.2 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的XRD分析
5.2.1.3 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的拉曼分析
5.2.2 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的电化学分析
5.2.2.1 不同温度水热制备纳米级五氧化二钒的循环伏安测试分析
5.2.2.2 不同温度水热制备纳米级五氧化二钒的交流阻抗测试分析
5.2.2.3 不同温度水热制备纳米级五氧化二钒的充放电性能分析
5.3 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
5.3.1 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征
5.3.1.1 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
5.3.1.2 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
5.3.2 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的电化学性能分析
5.3.2.1 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
5.3.2.2 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗测试分析
5.3.2.3 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂硫电池中碳质材料的研究进展[J]. 李高然,李洲鹏,林展. 储能科学与技术. 2016(02)
[2]纳米材料的特性[J]. 任庆云,王松涛,王志平. 广东化工. 2014(03)
[3]锂硫电池最新研究进展[J]. 万文博,蒲薇华,艾德生. 化学进展. 2013(11)
[4]水热合成温度对氧化钒纳米管的影响[J]. 崔朝军,王磊,牛永生,吴广明. 化工新型材料. 2013(06)
[5]锂硫电池关键材料研究进展与展望[J]. 董全峰,王翀,郑明森. 化学进展. 2011(Z1)
本文编号：3631840
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂硫电池的工作原理
1.3 锂硫电池正极材料研究进展
1.3.1 碳/硫复合材料
1.3.2 导电聚合物/硫复合材料
1.3.3 金属氧化物/硫复合材料
1.4 选题的研究内容
2 实验方法与测试手段
2.1 实验所用仪器设备与化学试剂
2.1.1 实验所用仪器设备
2.1.2 实验所用化学试剂
2.2 实验方法
2.2.1 五氧化二钒/硫正极材料的制备
2.2.2 碳包覆五氧化二钒/硫正极材料的制备
2.2.3 水热合成五氧化二钒/聚乙烯醇/硫正极材料的制备
2.2.4 电极的制备及2025 实验半电池的组装与测试
2.3 物理表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜分析
2.3.2 X射线粉末衍射分析
2.3.3 拉曼测试分析
2.4 电化学性能测试
2.4.1 恒流充放电测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
3 五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
3.1 引言
3.2 五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征分析
3.2.1 五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
3.2.2 五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
3.2.3 五氧化二钒负载硫正极材料的拉曼光谱分析
3.3 五氧化二钒负载硫正极材料的电化学性能分析
3.3.1 五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
3.3.2 五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗测试分析
3.3.3 五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
3.4 本章小结
4 碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
4.1 引言
4.2 聚乙烯醇为碳源的碳覆五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
4.2.1 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征
4.2.1.1 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
4.2.1.2 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
4.2.1.3 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的拉曼分析
4.2.2 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的电化学性能分析
4.2.2.1 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
4.2.2.2 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗测试分析
4.2.2.3 聚乙烯醇为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
4.3 蔗糖为碳源的碳覆五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
4.3.1 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征
4.3.1.1 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
4.3.1.2 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
4.3.1.3 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的拉曼分析
4.3.2 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的电化学分析
4.3.2.1 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
4.3.2.2 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗分析
4.3.2.3 蔗糖为碳源的碳包覆五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
4.4 本章小结
5 碳包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
5.1 引言
5.2 水热法制备纳米级五氧化二钒
5.2.1 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的物理表征
5.2.1.1 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的SEM分析
5.2.1.2 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的XRD分析
5.2.1.3 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的拉曼分析
5.2.2 不同水热温度制备纳米级五氧化二钒的电化学分析
5.2.2.1 不同温度水热制备纳米级五氧化二钒的循环伏安测试分析
5.2.2.2 不同温度水热制备纳米级五氧化二钒的交流阻抗测试分析
5.2.2.3 不同温度水热制备纳米级五氧化二钒的充放电性能分析
5.3 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的性能分析
5.3.1 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的物理表征
5.3.1.1 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的SEM分析
5.3.1.2 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的XRD分析
5.3.2 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的电化学性能分析
5.3.2.1 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的循环伏安测试分析
5.3.2.2 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的交流阻抗测试分析
5.3.2.3 碳(PVA)包覆纳米级五氧化二钒负载硫正极材料的充放电性能分析
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂硫电池中碳质材料的研究进展[J]. 李高然,李洲鹏,林展. 储能科学与技术. 2016(02)
[2]纳米材料的特性[J]. 任庆云,王松涛,王志平. 广东化工. 2014(03)
[3]锂硫电池最新研究进展[J]. 万文博,蒲薇华,艾德生. 化学进展. 2013(11)
[4]水热合成温度对氧化钒纳米管的影响[J]. 崔朝军,王磊,牛永生,吴广明. 化工新型材料. 2013(06)
[5]锂硫电池关键材料研究进展与展望[J]. 董全峰,王翀,郑明森. 化学进展. 2011(Z1)
本文编号：3631840
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