聚合物多孔炭的制备及锂硫电池性能研究
[Abstract]:After more than 20 years of development, the energy density of the traditional desorption / embedded lithium ion batteries has almost reached its theoretical limit, but it still can not meet the requirements of the high-speed development of the electronics industry and the emerging electric vehicle industry. It is urgent to find a battery system with higher energy density. The theoretical energy density of lithium-sulfur battery is as high as 2600 Wh kg-1, low cost and environmentally friendly. It is expected to be a new generation of secondary battery instead of lithium ion battery. However, there are some problems in lithium sulfur battery, such as the insulation of simple sulfur, volume expansion and capacity attenuation during charge and discharge, which seriously hinder the application of lithium sulfur battery. The key problems around sulfur electrode. In order to develop the high performance sulfur positive electrode, the porous carbon material with special nanostructure was prepared as the carrier of sulfur in this paper, and the carbon sulfur composite cathode material was obtained to improve the performance of lithium sulfur battery. The main contents and results are as follows: 1. Polymer porous carbon (PPC500) with large specific surface area and abundant perforated channels was prepared by a simple method. After the sulfur was loaded, the compound cathode material, SPPC500, with sulfur content of 75 wt%, was dispersed uniformly in the SPPC500 system. But the chemical test results show that the SPPC500 positive electrode has good rate performance and cycle stability. At the rate of 0.2C, the first discharge specific capacity is up to 1397.3 mAhg-1, and reaches 83.4% of the theoretical capacity. The average attenuation rate is 0.074. 2 at 0.5 C when the cycle is over 1000 laps. The nitrogen atom hybrid polymer porous carbon (NPPC),) was prepared by a simple polymerization method, and then the composite SNPPC. was obtained by melt diffusion method. The proper nitrogen content (4.06 wt%) can effectively improve the conductivity of the carrier material, and the presence of nitrogen atom can enhance the adsorption of polysulfide ions on the porous carbon surface of the polymer, thus effectively inhibit the solubilization and diffusion of polysulfide. The SNPPC, with 72 wt% sulfur content circulates more than 600 cycles at 0.5C, and the average attenuation rate per cycle is only 0.06. The specific discharge capacity is still 547.9 mAh g-1 even at 2C rate, and when returned to 0.1C, the discharge specific capacity returns to 732.0mAh g-1. This shows that SNPPC has good cycling performance and rate performance.
【学位授予单位】:天津工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM912
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,本文编号:2322284
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