含硫有机物在储能电池的应用研究
发布时间：2021-08-30 11:41
能源与环保问题已经成为了21世纪人类必须解决的重大课题之一。到今年已经有着135年历史的汽车行业在最近几年中,新能源汽车异军突起,中国也有望借着新能源汽车的东风使其在汽车行业弯道超车。但是由于目前电动汽车的续航能力比起燃油汽车相差甚远以及目前常报道出电动汽车自燃等安全性问题,使得消费者一直无法完全认可电动汽车。电动汽车中的核心部件为电池,而目前最常用的电池为锂离子电池无法满足目前电动汽车对续航能力的高要求,也逐渐无法满足高功耗的便携式电子设备的要求。拥有较高比容量的Li-S电池体系和固态电解质所组成的固态Li-S电池可以同时解决上述所提到的问题,固态电解质替代掉了液态的电解液,Li-S电池中最常见的“穿梭效应”得到了很好的抑制。固态Li-S电池由于使用了固态电解质,相比于目前使用易燃有机溶剂作为电解液的商用锂离子电池,固态Li-S电池的安全性得到了很大的提升。高容量、安全使得全固态Li-S电池被认为是未来二次电池产业的发展方向之一。关于Li-S电池的研究,主要在于硫碳复合材料,固体电解质,制造高效的电极,电池配置,以及Li-S电池的衰减机制。本课题将基于制造高效的电极以及制备以聚合物硫...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过能斯特方程计算的不同电池体系的能量密度[4]
13图1.2Li-S电池距离距离商用的差距[12]1.2.2锂硫电池的工作原理Li-S电池和目前常见的磷酸铁锂、锂钴氧等电池的嵌脱锂的机理不同，Li-S电池的充放电行为是基于转化反应发生的。Li-S电池由硫或含硫化合物作为正极，金属锂作为负极，通过-S-S-键的断裂/生成来实现电能与化学能的相互转换，充放电示意图见图1.3。由于作为正极的硫在电池装配完成后属于还原态，所以电池测试采用的先放电再充电的测试方法。在放电阶段时，负极的锂被氧化生成锂离子并提供电子，发生的是2Li+→2Li++2e-。生成的锂离子通过电解液迁移至正极的硫处，在锂被氧化的过程中产生的电子通过外电路转移至正极；正极的硫得到电子被还原并与锂离子反应生成硫化锂；发生的反应为S+2Li++2e-→Li2S。在充电过程中，则该反应逆向进行，Li-S电池的总反应可以用：2Li+S→Li2S。图1.3Li-S电池的充放电机制示意图[13]
13图1.2Li-S电池距离距离商用的差距[12]1.2.2锂硫电池的工作原理Li-S电池和目前常见的磷酸铁锂、锂钴氧等电池的嵌脱锂的机理不同，Li-S电池的充放电行为是基于转化反应发生的。Li-S电池由硫或含硫化合物作为正极，金属锂作为负极，通过-S-S-键的断裂/生成来实现电能与化学能的相互转换，充放电示意图见图1.3。由于作为正极的硫在电池装配完成后属于还原态，所以电池测试采用的先放电再充电的测试方法。在放电阶段时，负极的锂被氧化生成锂离子并提供电子，发生的是2Li+→2Li++2e-。生成的锂离子通过电解液迁移至正极的硫处，在锂被氧化的过程中产生的电子通过外电路转移至正极；正极的硫得到电子被还原并与锂离子反应生成硫化锂；发生的反应为S+2Li++2e-→Li2S。在充电过程中，则该反应逆向进行，Li-S电池的总反应可以用：2Li+S→Li2S。图1.3Li-S电池的充放电机制示意图[13]
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池基础科学问题（X）——全固态锂离子电池[J]. 张舒,王少飞,凌仕刚,高健,吴娇杨,肖睿娟,李泓,陈立泉. 储能科学与技术. 2014(04)
本文编号：3372711
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过能斯特方程计算的不同电池体系的能量密度[4]
13图1.2Li-S电池距离距离商用的差距[12]1.2.2锂硫电池的工作原理Li-S电池和目前常见的磷酸铁锂、锂钴氧等电池的嵌脱锂的机理不同，Li-S电池的充放电行为是基于转化反应发生的。Li-S电池由硫或含硫化合物作为正极，金属锂作为负极，通过-S-S-键的断裂/生成来实现电能与化学能的相互转换，充放电示意图见图1.3。由于作为正极的硫在电池装配完成后属于还原态，所以电池测试采用的先放电再充电的测试方法。在放电阶段时，负极的锂被氧化生成锂离子并提供电子，发生的是2Li+→2Li++2e-。生成的锂离子通过电解液迁移至正极的硫处，在锂被氧化的过程中产生的电子通过外电路转移至正极；正极的硫得到电子被还原并与锂离子反应生成硫化锂；发生的反应为S+2Li++2e-→Li2S。在充电过程中，则该反应逆向进行，Li-S电池的总反应可以用：2Li+S→Li2S。图1.3Li-S电池的充放电机制示意图[13]
13图1.2Li-S电池距离距离商用的差距[12]1.2.2锂硫电池的工作原理Li-S电池和目前常见的磷酸铁锂、锂钴氧等电池的嵌脱锂的机理不同，Li-S电池的充放电行为是基于转化反应发生的。Li-S电池由硫或含硫化合物作为正极，金属锂作为负极，通过-S-S-键的断裂/生成来实现电能与化学能的相互转换，充放电示意图见图1.3。由于作为正极的硫在电池装配完成后属于还原态，所以电池测试采用的先放电再充电的测试方法。在放电阶段时，负极的锂被氧化生成锂离子并提供电子，发生的是2Li+→2Li++2e-。生成的锂离子通过电解液迁移至正极的硫处，在锂被氧化的过程中产生的电子通过外电路转移至正极；正极的硫得到电子被还原并与锂离子反应生成硫化锂；发生的反应为S+2Li++2e-→Li2S。在充电过程中，则该反应逆向进行，Li-S电池的总反应可以用：2Li+S→Li2S。图1.3Li-S电池的充放电机制示意图[13]
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池基础科学问题（X）——全固态锂离子电池[J]. 张舒,王少飞,凌仕刚,高健,吴娇杨,肖睿娟,李泓,陈立泉. 储能科学与技术. 2014(04)
本文编号：3372711
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3372711.html
