碳黑表面氧化-原位聚合改性及在锂硫电池中的应用

发布时间：2024-01-14 13:04

　　锂硫电池(Li-S)因其高理论容量、活性材料硫来源丰富等优点,受到许多研究学者的青睐。然而,正极材料所面临的一系列问题包括导电性差、长链多硫化物易溶出、体积变化大等严重制约了Li-S体系的实际应用。多孔碳材料用作硫载体,是最具代表性的解决策略之一。本文以常见的碳黑材料为原料,采用一步水热法构造碳材料多孔结构,并通过原位聚合进一步构建多孔-极性结构,以改善材料相应电化学性能。采用一步水热法,以Super P为原料,浓硝酸作为氧化剂,采用不同的氧化时间0.25/0.5/1.0/1.5 h制备了具有多孔结构的氧化碳材料。随着处理时间的延长,材料的孔结构尺寸逐渐增大,氧化时间为1.5 h的样品展示出类空心状形貌。氧化时间为0.5 h的样品作为锂硫电池正极硫载体时的电化学性能最佳,在0.5 C下循环100圈后容量保持率为87.46%,高于原始Super P材料的76.51%。采用原位聚合法,对氧化处理0.5 h后的碳材料进一步进行表面改性,制备了聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)修饰的碳材料。XPS测试证实了季铵阳离子聚合物在碳表面的成功引入,改善工艺后N含量为1.21%。聚合改性后的材料...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3878283