锂硫电池正极TiO 2 /S及Bentonite/S复合材料的制备和性能研究
发布时间：2022-02-15 20:01
随着经济社会的发展,人们对电池的性能提出了越来越高的要求。锂硫电池由于具有高达2600 Wh/kg的能量密度,是极具发展潜力的电池体系并引起人们的研究兴趣。目前锂硫电池存在循环和倍率性能较差等问题,这些问题阻碍着其商业化应用。产生这些问题的主要原因是单质硫较低的电子导电性和电池反应过程中多硫化物的溶解和迁移。人们可采用氧化物,导电聚合物和碳纳米材料制备正极复合材料来提高电池的性能。TiO2是一种半导体材料,对多硫化物具有吸附作用,同时O-S键的相互作用也能减少多硫化物的溶解和迁移;膨润土也是一种对多硫化物具有吸附性的材料。本论文中,主要制备了TiO2/S和膨润土/硫复合材料,并采用X射线衍射、扫描电镜和比表面分析仪对复合材料进行结构、形貌和孔径分析,通过充放电性能测试和交流阻抗对复合材料进行电化学性能分析。通过静电喷雾法制备了多孔TiO2纳米球,它的比表面积是68.2 m2/g,孔容是0.29 cm3 g-1。通过简单的加热熔融法制备了含硫60%的TiO2/S复合材料,以0.2 C,1.0 C大小的电流密度对复合材料进行充放电性能测试,首次放电比容量分别为718.6和597.7 m A...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 锂离子电池工作原理
1.1.2 锂离子电池历史和发展现状
1.2 锂硫电池概述
1.2.1 锂硫二次电池结构特性
1.2.2 锂硫电池工作原理
1.2.3 锂硫电池存在的主要问题
1.2.4 锂硫电池的改性
1.3 锂硫电池正极材料研究进展
1.3.1 氧化物
1.3.2 聚合物
1.3.3 碳材料
1.4 负极改性
1.5 电解液改性
1.6 本论文的研究意义和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验材料和仪器设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器设备
2.2 样品形貌和结构表征
2.2.1 X射线衍射装置(XRD)
2.2.2 扫描电镜分析(SEM)
2.2.3 比表面积测试仪(BET)
2.3 扣式电池的组装和电化学性能测试
2.3.1 电池极片的制备和扣式电池组装
2.3.2 充放电性能测试
2.3.3 交流阻抗测试(EIS)
第3章 TiO_2/S复合材料的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 TiO_2纳米球和TiO_2/S复合材料的制备
3.2.1 静电喷雾技术
3.2.2 TiO_2纳米球的制备工艺流程
3.2.3 TiO_2/S复合材料的制备
3.3 形貌和结构表征
3.4 电化学性能研究
3.5 小结
第4章 Bentonite/S复合材料的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 膨润土/硫复合材料的制备
4.3 形貌和结构表征
4.4 电化学性能研究
4.5 小结
第5章 改性Bentonite/S复合材料的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 改性膨润土/硫复合材料的制备
5.3 形貌和结构表征
5.4 电化学性能研究
5.5 小结
第6章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高比能锂硫电池正极材料[J]. 陈人杰,赵腾,李丽,陈君政,吴锋. 中国科学:化学. 2014(08)
[2]石墨的形貌及粒径对锂离子电池性能的影响[J]. 吕岩,叶丹峥,孙晓宾,王燕. 电池. 2014(03)
[3]不同比例Cr2O3对硫正极材料导电性能的影响[J]. 叶超超,梁兴华,刘于斯,史琳,曾帅波. 化工新型材料. 2014(06)
[4]锂硫电池最新研究进展[J]. 万文博,蒲薇华,艾德生. 化学进展. 2013(11)
[5]膨润土改性及其应用研究[J]. 韩红青,朱岳. 无机盐工业. 2011(10)
[6]高容量硫/碳复合正极材料[J]. 赖超,李国春,叶世海,高学平. 化学进展. 2011(Z1)
[7]高比能锂硫电池关键材料的研究[J]. 王维坤,余仲宝,苑克国,王安邦,杨裕生. 化学进展. 2011(Z1)
[8]4种正极材料对锂离子电池性能的影响及其发展趋势[J]. 廖文明,戴永年,姚耀春,易惠华,熊学. 材料导报. 2008(10)
硕士论文
[1]富锂锰基材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的制备和性能研究[D]. 徐海平.湘潭大学 2014
本文编号：3627180
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 锂离子电池工作原理
1.1.2 锂离子电池历史和发展现状
1.2 锂硫电池概述
1.2.1 锂硫二次电池结构特性
1.2.2 锂硫电池工作原理
1.2.3 锂硫电池存在的主要问题
1.2.4 锂硫电池的改性
1.3 锂硫电池正极材料研究进展
1.3.1 氧化物
1.3.2 聚合物
1.3.3 碳材料
1.4 负极改性
1.5 电解液改性
1.6 本论文的研究意义和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验材料和仪器设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器设备
2.2 样品形貌和结构表征
2.2.1 X射线衍射装置(XRD)
2.2.2 扫描电镜分析(SEM)
2.2.3 比表面积测试仪(BET)
2.3 扣式电池的组装和电化学性能测试
2.3.1 电池极片的制备和扣式电池组装
2.3.2 充放电性能测试
2.3.3 交流阻抗测试(EIS)
第3章 TiO_2/S复合材料的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 TiO_2纳米球和TiO_2/S复合材料的制备
3.2.1 静电喷雾技术
3.2.2 TiO_2纳米球的制备工艺流程
3.2.3 TiO_2/S复合材料的制备
3.3 形貌和结构表征
3.4 电化学性能研究
3.5 小结
第4章 Bentonite/S复合材料的制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 膨润土/硫复合材料的制备
4.3 形貌和结构表征
4.4 电化学性能研究
4.5 小结
第5章 改性Bentonite/S复合材料的制备及电化学性能研究
5.1 引言
5.2 改性膨润土/硫复合材料的制备
5.3 形貌和结构表征
5.4 电化学性能研究
5.5 小结
第6章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高比能锂硫电池正极材料[J]. 陈人杰,赵腾,李丽,陈君政,吴锋. 中国科学:化学. 2014(08)
[2]石墨的形貌及粒径对锂离子电池性能的影响[J]. 吕岩,叶丹峥,孙晓宾,王燕. 电池. 2014(03)
[3]不同比例Cr2O3对硫正极材料导电性能的影响[J]. 叶超超,梁兴华,刘于斯,史琳,曾帅波. 化工新型材料. 2014(06)
[4]锂硫电池最新研究进展[J]. 万文博,蒲薇华,艾德生. 化学进展. 2013(11)
[5]膨润土改性及其应用研究[J]. 韩红青,朱岳. 无机盐工业. 2011(10)
[6]高容量硫/碳复合正极材料[J]. 赖超,李国春,叶世海,高学平. 化学进展. 2011(Z1)
[7]高比能锂硫电池关键材料的研究[J]. 王维坤,余仲宝,苑克国,王安邦,杨裕生. 化学进展. 2011(Z1)
[8]4种正极材料对锂离子电池性能的影响及其发展趋势[J]. 廖文明,戴永年,姚耀春,易惠华,熊学. 材料导报. 2008(10)
硕士论文
[1]富锂锰基材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的制备和性能研究[D]. 徐海平.湘潭大学 2014
本文编号：3627180
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3627180.html
