硫负载TiO 2 /TiC复合正极材料在锂硫电池中的应用及其性能分析
发布时间：2024-01-19 19:19
锂硫电池由于比容量高、比能量大、环境友好,成为一种新型储能电源深受各界研究人员的关注。然而,多硫化物的穿梭效应、硫的低电导率以及锂枝晶和硫体积膨胀等问题,限制了其商业化生产。因此,解决这些问题成为锂硫电池研究的重点。普遍认为,提高硫电极性能最有效的方法是将硫负载到基体材料表面构成复合电极材料,在抑制穿梭效应和硫体积膨胀的同时,提高硫电极的电导率。而基体材料性能的好坏,将直接决定硫复合电极材料性能的优劣。本文得到了一种TiO2/TiC复合基体材料并通过其结构的改变分析其用于锂硫电池中的性能。首先,利用溶胶-凝胶法,在500°C煅烧下制备出一种TiO2/TiC复合基体材料。物理表征结果表明,该材料表面无明显团聚,孔隙分布较为均匀,孔径大小适宜。通过对其进行不同比例的硫负载后,制成复合电极材料,用于锂硫电池中。通过电化学测试发现,当硫载量为55%时,电池在0.1C电流密度下(1C=1675 mAh·g-1),比容量可达1028.25mAh·g-1,0.2C倍率循环500次后容量保持率在49.36%。其次,...
【文章页数】：86 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 锂硫电池的研究现状
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.3.3 锂硫电池研究存在的问题与挑战
1.3.4 锂硫电池正极材料的研究
1.3.4.1 碳材料在锂硫电池中应用的研究现状
1.3.4.2 金属氧化物在锂硫电池中应用的研究现状
1.3.4.3 钛基金属化合物在锂硫电池中应用的研究现状
1.4 本文的主要工作
2 实验方法与测试手段
2.1 实验所用仪器设备与试剂种类
2.1.1 实验所用仪器设备
2.1.2 实验所用试剂材料
2.2 实验方法
2.2.1 TiO2/TiC复合基体材料的制备及硫负载过程
2.2.2 电极的制备
2.2.3 电池的组装和测试
2.3 物理表征测试
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 循环伏安测试
2.4.2 交流阻抗测试
2.4.3 恒流充放电测试
3 硫负载TiO2/TiC复合电极材料(TiO2/TiC/S)结构及电化学性能分析
3.1 引言
3.2 不同比例TiO2/TiC复合基体材料的物理性能分析
3.2.1 不同比例TiO2/TiC复合基体材料的扫描电镜分析
3.2.2 不同比例TiO2/TiC复合基体材料的X射线衍射分析
3.3 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料物理性能分析
3.3.1 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的扫描电镜分析
3.3.2 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的X射线衍射分析
3.3.3 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的Raman光谱分析
3.4 TiO2/TiC/S复合电极材料的电化学性能分析
3.4.1 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的循环伏安测试分析
3.4.2 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的交流阻抗分析
3.4.3 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的充放电性能分析
3.5 本章小结
4 不同结构Ti O2/Ti C基体材料对Ti O2/Ti C/S复合电极材料的物理及电化学性能影响.
4.1 引言
4.2 不同烧结温度下TiO2/TiC复合基体材料的结构分析
4.3 不同烧结温度TiO2/TiC/S复合电极材料的物理和电化学性能分析
4.3.1 不同烧结温度TiO2/TiC/S复合电极材料的XRD分析
4.3.2 不同烧结温度下TiO2/TiC/S复合电极材料循环伏安测试分析
4.3.3 不同烧结温度下TiO2/TiC/S复合电极材料的交流阻抗测试分析
4.3.4 不同烧结温度Ti O2/Ti C/S复合电极材料的充放电性能分析
4.4 本章小结
5 碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的结构及电化学性能分析
5.1 引言
5.2 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的物理性能分析
5.2.1 碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的制备
5.2.2 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的XRD分析
5.2.3 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的SEM分析
5.3 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的物理性能分析
5.3.1 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的XRD分析
5.3.2 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的SEM分析
5.3.3 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的Raman光谱分析
5.4 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的电化学性能分析
5.5 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料及TiO2/TiC/S复合电极材料的物理性能分析
5.5.1 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料及TiO2/TiC/S复合电极材料的XRD分析
5.5.2 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料及TiO2/TiC/S复合电极材料的SEM分析
5.6 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的电化学性能分析
5.6.1 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的循环伏安曲线
5.6.2 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的交流阻抗曲线
5.6.3 不同碳化时间下碳包覆Ti O2/Ti C/S复合电极材料的充放电曲线和循环性能曲线.
5.7 本章小结
总结与展望
参考文献
发表论文情况
致谢
本文编号：3880336
【文章页数】：86 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 锂硫电池的研究现状
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.3.3 锂硫电池研究存在的问题与挑战
1.3.4 锂硫电池正极材料的研究
1.3.4.1 碳材料在锂硫电池中应用的研究现状
1.3.4.2 金属氧化物在锂硫电池中应用的研究现状
1.3.4.3 钛基金属化合物在锂硫电池中应用的研究现状
1.4 本文的主要工作
2 实验方法与测试手段
2.1 实验所用仪器设备与试剂种类
2.1.1 实验所用仪器设备
2.1.2 实验所用试剂材料
2.2 实验方法
2.2.1 TiO2/TiC复合基体材料的制备及硫负载过程
2.2.2 电极的制备
2.2.3 电池的组装和测试
2.3 物理表征测试
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 循环伏安测试
2.4.2 交流阻抗测试
2.4.3 恒流充放电测试
3 硫负载TiO2/TiC复合电极材料(TiO2/TiC/S)结构及电化学性能分析
3.1 引言
3.2 不同比例TiO2/TiC复合基体材料的物理性能分析
3.2.1 不同比例TiO2/TiC复合基体材料的扫描电镜分析
3.2.2 不同比例TiO2/TiC复合基体材料的X射线衍射分析
3.3 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料物理性能分析
3.3.1 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的扫描电镜分析
3.3.2 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的X射线衍射分析
3.3.3 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的Raman光谱分析
3.4 TiO2/TiC/S复合电极材料的电化学性能分析
3.4.1 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的循环伏安测试分析
3.4.2 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的交流阻抗分析
3.4.3 不同比例TiO2/TiC/S复合电极材料的充放电性能分析
3.5 本章小结
4 不同结构Ti O2/Ti C基体材料对Ti O2/Ti C/S复合电极材料的物理及电化学性能影响.
4.1 引言
4.2 不同烧结温度下TiO2/TiC复合基体材料的结构分析
4.3 不同烧结温度TiO2/TiC/S复合电极材料的物理和电化学性能分析
4.3.1 不同烧结温度TiO2/TiC/S复合电极材料的XRD分析
4.3.2 不同烧结温度下TiO2/TiC/S复合电极材料循环伏安测试分析
4.3.3 不同烧结温度下TiO2/TiC/S复合电极材料的交流阻抗测试分析
4.3.4 不同烧结温度Ti O2/Ti C/S复合电极材料的充放电性能分析
4.4 本章小结
5 碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的结构及电化学性能分析
5.1 引言
5.2 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的物理性能分析
5.2.1 碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的制备
5.2.2 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的XRD分析
5.2.3 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料的SEM分析
5.3 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的物理性能分析
5.3.1 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的XRD分析
5.3.2 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的SEM分析
5.3.3 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的Raman光谱分析
5.4 不同碳化温度下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的电化学性能分析
5.5 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料及TiO2/TiC/S复合电极材料的物理性能分析
5.5.1 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料及TiO2/TiC/S复合电极材料的XRD分析
5.5.2 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC复合基体材料及TiO2/TiC/S复合电极材料的SEM分析
5.6 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的电化学性能分析
5.6.1 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的循环伏安曲线
5.6.2 不同碳化时间下碳包覆TiO2/TiC/S复合电极材料的交流阻抗曲线
5.6.3 不同碳化时间下碳包覆Ti O2/Ti C/S复合电极材料的充放电曲线和循环性能曲线.
5.7 本章小结
总结与展望
参考文献
发表论文情况
致谢
本文编号：3880336
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3880336.html
最近更新
教材专著
