锂硫电池用硫/淀粉基炭复合正极材料的制备及其电化学性能的研究

发布时间：2024-02-15 11:24

　　锂硫电池因为其不仅理论容量高(1675mAh/g)而且能量密度高达2600Wh/kg等突出优点,所以吸引了科研人员的高度关注。此外自然界中硫含量十分丰富,所以锂硫电池也被认为下一代最有前景的锂离子电池正极材料之一^[1-2]。然而,锂硫电池的发展同样也面临着很多的困难与挑战。首先,硫正极在充放电过程中容易形成易溶于电解液中的多硫化物,大大的影响了硫的利用率。此外,硫和中间体多硫化物的绝缘性导致锂硫电池内阻较大和充放电速率降低。另外,单质硫在循环过程中体积膨胀严重,导致正极材料结构损坏。因此需要对锂硫电池进行更进一步的研究来克服这些问题。本文以食用玉米淀粉为原料,通过高温炭化、氢氧化钾活化制备出淀粉基多孔炭微球,然后在管式炉中与硫进行热熔,制备硫/淀粉基多孔炭复合材料,初步探讨了硫含量的变化对硫/淀粉基多孔炭复合材料电化学性能的影响,并进一步研究了用聚苯胺作为包覆层对硫/多孔炭复合材料电化学性能的影响。首先,在温度600°C下炭化,制备出均匀分散的淀粉基炭球(CS),然后经KOH 800°C活化造孔,制备出均匀分散的淀粉基多孔炭球(ACS),并对样品的微观结构进行研究...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1典型的Li-S电池中涉及的转化过程

]，二次电池的新概念变得非常重要。硫元素不仅环，特别是原油炼油工艺产生了丰富的硫，可用于回容量，当以锂金属作为阳极材料时，硫阴极的理论为一种有吸引力的阴极材料，氧化还原电位约为2离子电池相比，锂硫电池在比能量和比容量方面都的除锂氧电池以外的能量密度最高的二次锂电池体池原理次电池....

图1.2传统Li-S电池的典型放电曲线

士学位论文/g。Li-S电池的典型放电曲线示于图1.2所示[26]。在放电期程使硫减少以形成多硫化物中间体（Li2Sx，x=2-8）直至最图1.2中能够观察到锂硫电池放电过程中出现2.4V和2.0V对应长链多硫化锂（Li2Sx，4≤x）和短链多硫化锂（Li2S....

图3.4（a）淀粉原料、（b、d）CS与（c、e）ACS的SEM图

3.5（d）分别是155°C，300°C，250°C，330°C下ACS与硫复合物在100倍下观察到的形貌图，记为S/ACS(155°C)，S/ACS(250°C)，S/ACS(330°C)。可见，在1000与2000倍下均能观察到复合物为均匀分散的规则球形....

本文编号：3899664