高比能锂硫电池复合正极的制备及电化学性能研究

发布时间：2022-11-03 22:07

　　锂硫电池是下一代储能电池体系中最具前景的技术之一,其使用硫单质作为正极活性材料,具有较高的理论比容量（1675 m Ah g-1）和理论能量密度（2600 Wh kg-1）。同时,硫单质还具有低成本、无毒和环境友好的优势,使得锂硫电池成为下一代储能电池体系的研究热点。虽然锂硫电池中硫正极的优势明显,但是存在一些突出的问题和短板,例如硫和硫化锂的绝缘性导致电极活性不佳,中间产物多硫化物（Li₂Sx,4≤x≤8）在有机电解液中的溶解流失导致存在于正负极之间的“穿梭效应”（“穿梭效应”是指多硫化物分子从负极向正极迁移以及相反的过程,却没有产生有效的电荷转移,从而导致硫的不可逆损失,库伦效率低,循环性能差以及界面阻抗增大）。本论文针对上述锂硫电池中硫正极存在的问题,通过正极的结构和材料设计,制备了新型硫正极以改善电化学性能,抑制多硫化物的溶解流失和避免“穿梭效应”,主要的研究内容和结论如下:1.四氧化三锰复合碳纤维的高载量硫正极:构筑了高载量锂硫电池,其正极为静电纺丝法制备的具有多层堆叠结构的自支撑纸质电极（Mn₃O₄@CNF/... 

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂硫电池工作原理
    1.3 锂硫电池面临的挑战
    1.4 调控多硫化物中间产物的研究进展
    1.5 高载量硫正极的研究进展
    1.6 有机硫正极的研究进展
    1.7 硫化锂正极材料的研究进展
    1.8 本论文研究目的和研究内容
2 实验方法
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 材料表征与分析
    2.3 材料的电化学性能测试
3 Mn_3O_4@CNF/S自支撑的纸质正极用于高载量的锂硫电池
    3.1 引言
    3.2 材料制备
    3.3 Mn_3O_4@CNF/S正极材料的结构与形貌
    3.4 Mn_3O_4@CNF/S正极材料的储锂性能研究
    3.5 Mn_3O_4@CNF吸附机理的研究
    3.6 本章小结
4 高倍率长寿命的硒掺杂硫化聚丙烯腈用于高性能锂硫电池
    4.1 引言
    4.2 材料制备与表征
    4.3 硒掺杂硫化聚丙烯腈正极材料的结构和形貌
    4.4 硒掺杂硫化聚丙烯腈正极材料的储锂性能研究
    4.5 本章小结
5 原位制备硫化锂用于锂硫电池正极材料
    5.1 引言
    5.2 材料制备
    5.3 硫化锂正极的形貌和表征
    5.4 硫化锂正极的电化学性能研究
    5.5 本章小结
6 全论文总结
    6.1 主要结论
    6.2 创新性
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间所发表的论文



本文编号：3700711