锂硫电池正极材料制备及隔膜修饰技术
发布时间：2021-05-17 18:14
近些年来,锂硫电池因为其高的理论比容量(1675 mAh g-1)、高的理论比能量(2600 Wh kg-1)而被研究者广泛关注。同时因为单质硫具有储量丰富、无毒无害、环境友好等优点,锂硫电池被视为最有潜力的下一代二次电池之一。但是锂硫电池的商业化仍然受到阻碍,这是由于单质硫差的导电性和充放电过程中的体积变化以及长链多硫化物的穿梭效应。为了解决这些问题,本团队以锂硫电池中间功能层、正极材料以及修饰的隔膜为研究对象,旨在增强硫正极导电性,提高对单质硫的物理限域以及对多硫化物的化学吸附,并且通过修饰的隔膜或者中间功能层来进一步抑制多硫化物溶解穿梭方面开展以下研究工作。（1）为了抑制多硫化物的穿梭效应,本文通过简单环保的一步法策略合成蜂窝状氮/硫共掺杂层次多孔碳（NSHPC）,然后通过调浆、涂布得到NSHPC中间功能层。测试表明,独特蜂窝状层次多空的NSHPC具有2543.8 m2 g-1的高比表面积和2.14cm3 g-1的大孔体积,这将有利于电解液的渗透和锂...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂硫电池的简介
1.2.1 锂硫电池的电池结构及工作原理
1.2.2 锂硫电池存在的问题
1.3 锂硫电池正极材料的研究进展
1.3.1 碳/硫复合正极材料
1.3.2 金属化合物/硫复合正极材料
1.4 锂硫电池中间功能层和修饰的隔膜的研究进展
1.4.1 中间功能层
1.4.2 修饰的隔膜
1.5 本论文的研究意义及主要研究进展
第2章 实验试剂仪器及测试方法
2.1 实验主要试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料物理化学性质表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜分析
2.2.2 透射电子显微镜分析
2.2.3 X-射线衍射分析
2.2.4 X-射线光电子能谱分析
2.2.5 热重分析
2.2.6 紫外-可见分光光谱分析
2.2.7 接触角分析
2.2.8 比表面积与孔径分析
2.2.9 拉曼光谱分析
2.3 扣式电池的制备
2.3.1 电极极片的制备
2.3.2 扣式电池的组装
2.4 材料的电化学性能分析方法
2.4.1 充放电性能测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 蜂窝状氮/硫共掺杂层次多孔碳双功能中间功能层用于高性能锂硫电池
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 NSHPC的合成
3.2.2 单质硫的合成
3.2.3 NSHPC中间功能层的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的物理化学性质分析
3.3.2 电化学性能测试与分析
3.4 本章小结
第4章 MoS_2 包覆的N-掺杂介孔碳球/硫复合正极和CNT/CH修饰的隔膜用于先进的锂硫电池
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 CNT/CH,CNT和 CH修饰的隔膜的合成
4.2.2 WMSNs的合成
4.2.3 NMCS的合成
4.2.4 NMCS@MoS_2 的合成
4.2.5 NMCS@MoS_2/S和 NMCS/S的合成
4.2.6 Li_2S_6 溶液的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的物理化学性质分析
4.3.2 电化学性能测试与分析
4.4 本章小结
第5章 相互交联碳纳米管网络缠绕的二硫化锡纳米片用于锂硫电池
5.1 引言
5.2实验
5.2.1 SnS_2@CNT的合成
5.2.2 SnS_2@CNT/S和 CNT/S的合成
5.2.3 SnS_2@CNT修饰的隔膜的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的物理化学性质分析
5.3.2 电化学性能测试与分析
5.3.3 循环前后的金属锂片的表面形貌分析
5.4 小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介
科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2/CNTs复合材料涂覆隔膜的制备及在锂硫电池中的应用[J]. 官亦标,李万隆,谢潇怡,曲薇,沈进冉,傅凯,郭翠静,周淑琴,范红家,褚永金,陈人杰. 高等学校化学学报. 2019(03)
[2]锂硫电池复合正极材料的制备及性能研究[J]. 谢曲,黄美红. 电源技术. 2019(02)
[3]蛋白质制备锂硫电池正极材料的研究[J]. 王奕文,徐红,卢曼. 山东化工. 2018(24)
[4]金属氢氧化物对锂硫电池性能的影响[J]. 逯峰,金朝庆,王安邦,王维坤,赵秀英. 电源技术. 2018(05)
[5]锂硫电池用石墨烯基材料的研究进展[J]. 陈克,孙振华,方若翩,李峰,成会明. 物理化学学报. 2018(04)
[6]锂硫电池正极复合材料多壁碳纳米管@介孔碳/硫的制备与性能[J]. 张小溪,马帅,梁凯,王国静,刘晓敏,杨晖. 南京工业大学学报(自然科学版). 2018(02)
[7]二维多孔碳纳米材料提升锂硫电池能量密度[J]. 曾礼娜. 厦门大学学报(自然科学版). 2017(06)
本文编号：3192214
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂硫电池的简介
1.2.1 锂硫电池的电池结构及工作原理
1.2.2 锂硫电池存在的问题
1.3 锂硫电池正极材料的研究进展
1.3.1 碳/硫复合正极材料
1.3.2 金属化合物/硫复合正极材料
1.4 锂硫电池中间功能层和修饰的隔膜的研究进展
1.4.1 中间功能层
1.4.2 修饰的隔膜
1.5 本论文的研究意义及主要研究进展
第2章 实验试剂仪器及测试方法
2.1 实验主要试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料物理化学性质表征方法
2.2.1 扫描电子显微镜分析
2.2.2 透射电子显微镜分析
2.2.3 X-射线衍射分析
2.2.4 X-射线光电子能谱分析
2.2.5 热重分析
2.2.6 紫外-可见分光光谱分析
2.2.7 接触角分析
2.2.8 比表面积与孔径分析
2.2.9 拉曼光谱分析
2.3 扣式电池的制备
2.3.1 电极极片的制备
2.3.2 扣式电池的组装
2.4 材料的电化学性能分析方法
2.4.1 充放电性能测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 蜂窝状氮/硫共掺杂层次多孔碳双功能中间功能层用于高性能锂硫电池
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 NSHPC的合成
3.2.2 单质硫的合成
3.2.3 NSHPC中间功能层的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的物理化学性质分析
3.3.2 电化学性能测试与分析
3.4 本章小结
第4章 MoS_2 包覆的N-掺杂介孔碳球/硫复合正极和CNT/CH修饰的隔膜用于先进的锂硫电池
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 CNT/CH,CNT和 CH修饰的隔膜的合成
4.2.2 WMSNs的合成
4.2.3 NMCS的合成
4.2.4 NMCS@MoS_2 的合成
4.2.5 NMCS@MoS_2/S和 NMCS/S的合成
4.2.6 Li_2S_6 溶液的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的物理化学性质分析
4.3.2 电化学性能测试与分析
4.4 本章小结
第5章 相互交联碳纳米管网络缠绕的二硫化锡纳米片用于锂硫电池
5.1 引言
5.2实验
5.2.1 SnS_2@CNT的合成
5.2.2 SnS_2@CNT/S和 CNT/S的合成
5.2.3 SnS_2@CNT修饰的隔膜的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的物理化学性质分析
5.3.2 电化学性能测试与分析
5.3.3 循环前后的金属锂片的表面形貌分析
5.4 小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介
科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2/CNTs复合材料涂覆隔膜的制备及在锂硫电池中的应用[J]. 官亦标,李万隆,谢潇怡,曲薇,沈进冉,傅凯,郭翠静,周淑琴,范红家,褚永金,陈人杰. 高等学校化学学报. 2019(03)
[2]锂硫电池复合正极材料的制备及性能研究[J]. 谢曲,黄美红. 电源技术. 2019(02)
[3]蛋白质制备锂硫电池正极材料的研究[J]. 王奕文,徐红,卢曼. 山东化工. 2018(24)
[4]金属氢氧化物对锂硫电池性能的影响[J]. 逯峰,金朝庆,王安邦,王维坤,赵秀英. 电源技术. 2018(05)
[5]锂硫电池用石墨烯基材料的研究进展[J]. 陈克,孙振华,方若翩,李峰,成会明. 物理化学学报. 2018(04)
[6]锂硫电池正极复合材料多壁碳纳米管@介孔碳/硫的制备与性能[J]. 张小溪,马帅,梁凯,王国静,刘晓敏,杨晖. 南京工业大学学报(自然科学版). 2018(02)
[7]二维多孔碳纳米材料提升锂硫电池能量密度[J]. 曾礼娜. 厦门大学学报(自然科学版). 2017(06)
本文编号：3192214
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3192214.html
