锂硫电池凝胶涂层的制备与性能研究

发布时间：2023-01-06 20:42

　　锂硫电池（Li-S电池）采用自然界储量丰富的硫元素作为活性物质,具有能量密度高、成本低廉、环境友好的优点,极具发展前景。然而Li-S电池的商业化应用仍面临严峻挑战,关键问题包括以下三点:（1）放电中间产物溶解在电解液中并扩散至Li负极处,造成了活性物质损失、Li金属负极劣化、电池自放电等问题;（2）单质硫及其还原产物在室温下为电子和离子绝缘体,这意味着材料转化困难,利用率低;（3）硫锂化/脱锂时体积不断膨胀/收缩,引起电极结构的不稳定甚至失效。针对这些问题,本文在综述了目前国内外锂硫电池研究进展的基础上,设计制备了凝胶涂层硫正极,其根据Li-S电池的实际需求选择合适的聚合物材料制备凝胶电解质,再将凝胶电解质以涂层的方式与硫正极结合,所制备的凝胶电解质涂层正极应用于Li-S电池后,能够有效提升电池电化学性能。本文采用共混法制备PAM/PAA凝胶,将凝胶材料涂覆于S/C材料表面制备电极。通过不同测试手段研究凝胶涂层的理化性质、对硫正极电化学性能的影响及作用机理。该凝胶材料能够在S电极的表面吸收电解液凝胶化,在Li-S电池的工作电压区间内电化学稳定,无分解现象。同时,PAM/PAA共混凝胶能... 

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见二次电池的实际比能量、里程及成本[9]

Li-S电池：(a)工作原理示意图；(b)充放电曲线原理示意图[14,16]

穿梭效应示意图[25]

【参考文献】：
期刊论文
[1]高比能锂硫电池功能电解质材料[J]. 王丽莉,叶玉胜,钱骥,李丽,吴锋,陈人杰.  储能科学与技术. 2017(03)
[2]Li-S电池硫正极性能衰减机理分析及研究现状概述[J]. 刁岩,谢凯,洪晓斌,熊仕昭.  化学学报. 2013(04)
[3]聚丙烯酰胺的红外光谱分析[J]. 陈和生,邵景昌.  分析仪器. 2011(03)
[4]锂离子电池的工作原理及其主要材料[J]. 刘璐,王红蕾,张志刚.  科技信息. 2009(23)

硕士论文
[1]聚丙烯酸粘结剂在锂离子电池正极中的应用研究[D]. 曾涛.中南大学 2013
[2]PVDF粘结剂在锂离子电池中的应用研究[D]. 王晕.复旦大学 2013



本文编号：3728318