改性隔膜在高比能锂硫电池中的应用

发布时间：2021-07-28 13:15

　　近几年,二次电池作为储能器件已经广泛应用到各个领域,从便携式电子器件,电动汽车到大型储能电站。目前,商业化锂离子电池在能量密度方面的发展已进入瓶颈期,开发新型高比能电池成为研究热点。与传统锂离子电池相比,锂硫电池在能量密度(2600 Wh kg^-1)方面占据优势,另外单质硫作为活性材料具有资源丰富,环境友好等特点,锂硫电池有望成为新一代商业化电池。然而锂硫电池也面临着几个挑战性问题阻碍其实际应用,如单质硫和放电产物的绝缘性,放电过程中硫的体积膨胀以及穿梭效应。我们针对上述存在的问题,以锂硫电池中的隔膜为研究对象,发现对商业化隔膜进行表面修饰有利于改善锂硫电池的性能。主要研究内容如下:1.将导电炭黑Super P进行酸化得到羧基化的炭黑f-SP,制备SP/f-SP材料修饰的双涂层结构改性隔膜来改善锂硫电池存在的问题。f-SP表面带有大量负电荷的羧基基团（-COO^-）,对多硫阴离子有静电排斥作用,从而阻止多硫离子向负极区迁移,但是f-SP导电性下降导致活性材料的利用率低。导电的Super P涂层具有疏松的多孔结构,可捕获溶解的多硫化锂并利用。在正... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂硫体系和商业锂电的能量密度对比

硫电池在能量密度上有巨大优势,而且硫资源丰富，环境友好等特点使其有希望成下一代新型商业化锂离子电池，如图 1.1 所示[6]。图 1.1 锂硫体系和商业锂电的能量密度对比[6]。1.2 锂硫电池工作原理

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文有序排列组成，碳棒之间介孔尺寸在 3-4nm 左右，如图 1oC 时呈熔融态并且具有最小的粘稠度，极易注入到 CMK却后，与碳基体形成紧密结合。这种有序介孔碳不仅提高硫物的扩散，电池的容量和循环性能得到重大突破。电池在有 1005 mAh g1的放电比容量，在 CMK-3/S 复合材料外一步将放电容量提升至 1320mAhg1。这项工作促使锂硫工作者们开始探索各种纳米结构的导电碳材料作为载硫的


本文编号：3307982