阳离子化聚砜粘结剂的制备及其锂硫电池性能
发布时间：2021-11-08 19:47
锂硫（Li-S）电池具有高理论能量密度和理论比容量、原材料来源广泛、对环境无污染等优势,在储能领域具有广阔的发展前景,因而引起了人们的广泛关注。作为Li-S电池正极的关键组成部分之一,粘结剂的作用是将活性材料,导电碳和集电器紧密连接在一起;同时,粘合剂应具有大量的固硫位点。然而,目前粘结剂的发展主要存在固硫效果差的问题。因此,本文设计合成了含不同阳离子的聚砜粘结剂,该粘结剂通过阳离子和多硫化物负离子之间的静电相互作用有效吸附放电过程中产生的多硫化物,防止多硫化物进入醚类电解液,提高Li-S电池的固硫效果。论文考察了阳离子结构与粘结剂固硫效果及其他电化学性能之间的关系,主要研究内容如下:（1）不同阳离子功能化聚砜粘结剂制备及其电化学性能。首先对聚砜进行氯甲基化得到不同氯甲基化程度的氯甲基化聚砜,再分别以1-甲基咪唑、三乙胺、N-甲基吗啉作为离子化试剂,得到三种带有不同阳离子化聚砜粘结剂。通过吸附实验、X射线光电子能谱及电化学手段考察了离子官能团种类对多硫化物的吸附作用强弱的影响,并与阳离子聚砜粘结剂在醚类电解液中的电离程度相关联。研究发现,1-甲基咪唑化聚砜粘结剂在三种荷正电粘结剂中性能...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 锂硫电池概述
1.1.1 锂硫电池的简介
1.1.2 锂硫电池的工作原理
1.1.3 锂硫电池存在的问题
1.2 锂硫电池粘结剂的研究进展
1.2.1 偏氟乙烯与其他单体的共聚物
1.2.2 氨基官能化聚合物
1.2.3 羟基官能化粘结剂
1.2.4 羧基官能化粘结剂
1.2.5 阳离子聚合物粘结剂
1.3 论文的选题意义及研究内容
2 不同离子结构聚砜粘结剂的制备及其在锂硫电池中的应用
2.1 研究背景
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与试剂
2.2.2 三种单离子型阳离子聚合物粘结剂的合成
2.2.3 材料表征
2.2.4 电池组装与测试
2.3 结果与分析
2.3.1 CMPSF、PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo的核磁表征
2.3.2 碳硫复合材料的热重分析
2.3.3 离子浓度对粘结剂电化学性能的影响
2.3.4 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三种粘结剂的吸附实验
2.3.5 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三种粘结剂的XPS分析
2.3.6 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三种粘结剂的电化学性能
2.4 本章小结
3 双离子化聚砜粘结剂的制备及其在锂硫电池中的应用
3.1 研究背景
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与试剂
3.2.2 PSF-DABCO-Me I的合成
3.2.3 材料的表征
3.2.4 电池的制备与测试
3.3 结果与分析
3.3.1 PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI的结构表征
3.3.2 碳硫复合材料的热重分析
3.3.3PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI三种粘结剂的吸附实验
3.3.4 PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI三种粘结剂的电化学性能
3.4 本章小结
4 结论
创新点及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Multifunctional binder designs for lithium-sulfur batteries[J]. Qi Qi,Xiaohui Lv,Wei Lv,Quan-Hong Yang. Journal of Energy Chemistry. 2019(12)
[2]Housing Sulfur in Polymer Composite Frameworks for Li–S Batteries[J]. Luke Hencz,Hao Chen,Han Yeu Ling,Yazhou Wang,Chao Lai,Huijun Zhao,Shanqing Zhang. Nano-Micro Letters. 2019(01)
本文编号：3484092
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 锂硫电池概述
1.1.1 锂硫电池的简介
1.1.2 锂硫电池的工作原理
1.1.3 锂硫电池存在的问题
1.2 锂硫电池粘结剂的研究进展
1.2.1 偏氟乙烯与其他单体的共聚物
1.2.2 氨基官能化聚合物
1.2.3 羟基官能化粘结剂
1.2.4 羧基官能化粘结剂
1.2.5 阳离子聚合物粘结剂
1.3 论文的选题意义及研究内容
2 不同离子结构聚砜粘结剂的制备及其在锂硫电池中的应用
2.1 研究背景
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与试剂
2.2.2 三种单离子型阳离子聚合物粘结剂的合成
2.2.3 材料表征
2.2.4 电池组装与测试
2.3 结果与分析
2.3.1 CMPSF、PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo的核磁表征
2.3.2 碳硫复合材料的热重分析
2.3.3 离子浓度对粘结剂电化学性能的影响
2.3.4 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三种粘结剂的吸附实验
2.3.5 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三种粘结剂的XPS分析
2.3.6 PSF-Im、PSF-Tr、PSF-Mo三种粘结剂的电化学性能
2.4 本章小结
3 双离子化聚砜粘结剂的制备及其在锂硫电池中的应用
3.1 研究背景
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与试剂
3.2.2 PSF-DABCO-Me I的合成
3.2.3 材料的表征
3.2.4 电池的制备与测试
3.3 结果与分析
3.3.1 PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI的结构表征
3.3.2 碳硫复合材料的热重分析
3.3.3PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI三种粘结剂的吸附实验
3.3.4 PSF-DABCO、PSF-DABCO-MeI三种粘结剂的电化学性能
3.4 本章小结
4 结论
创新点及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Multifunctional binder designs for lithium-sulfur batteries[J]. Qi Qi,Xiaohui Lv,Wei Lv,Quan-Hong Yang. Journal of Energy Chemistry. 2019(12)
[2]Housing Sulfur in Polymer Composite Frameworks for Li–S Batteries[J]. Luke Hencz,Hao Chen,Han Yeu Ling,Yazhou Wang,Chao Lai,Huijun Zhao,Shanqing Zhang. Nano-Micro Letters. 2019(01)
本文编号：3484092
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