碳—硫/聚苯胺正极材料制备及其电化学性能研究

发布时间：2024-06-02 09:26

　　锂硫电池具有能量密度高,环境友好等特点,而且有望取代目前已经广泛应用的锂离子电池,因而引起了研究者的密切关注。但是锂硫电池存在单质硫及其放电产物Li2S电导率很低、活性物质的利用率不足以及库伦效率低等缺点,因而本文通过锂硫电池硫基正极材料的改性来提高正极材料的电化学性能,进而为锂硫电池的实际应用提供理论参考。具体内容如下:采用了高能球磨法制备了乙炔黑-硫和碳纳米纤维-硫正极材料,探讨了球磨转速、载硫量对正极材料结构和电化学性能的影响。结果显示,比表面积和导电性共同影响着正极材料的电化学性能。当转速为600 rpm时正极材料的循环性能最好,在硫含量为50 wt%,电流密度为0.5 C时,200次充放电后乙炔黑-硫正极材料的放电比容量为611.4 m Ah·g-1,碳纤维-硫正极材料的放电比容量为691.1 m Ah·g-1;大的比表面积能够保证电极材料与电解液之间的充分接触;随着球磨转速的提高,能够增强单质硫与碳材料的复合,从而提高正极材料的导电性和单质硫的活性。采用酸化的方法对乙炔黑-硫和碳纤维-硫正极材料进行了酸化改性。分析了酸化改性对硫基正极材料结构和电化学性能的影响。结果显示,当...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1锂硫电池工作原理图

池的充放电过程如图1-1所示[1]，在放电过程中，锂(Li+)，Li+从负极扩散到硫正极，经过多步反应最终生Li2S失去电子，经过多步反应生成单质硫，Li+在锂锂。反应过程如式(1-1)。S16Li8LiS82

图1-2锂硫电池充放电曲线图

图1-2锂硫电池充放电曲线图[45]-2可以看出，硫电极反应是一个复杂的反应过程。在充放中间产物[45]，具体过程如下：放电过程中，单质硫首先在有机电解液中溶解，溶解的间产物Sx2-(4≤x≤8)，同时聚硫离子与锂离子相结合形成

图1-3介孔碳-硫正极材料结构及其充放电过程示意图

图1-3介孔碳-硫正极材料结构及其充放电过程示意图[11]009年，LindaF.Nazar等[11]首次使用SBA-15作为硬模版制备了介孔碳CMK-3，其结构如图所示。这种新型的介孔碳CMK-3是nm中空碳棒有序排列而成，碳棒的间距为3~4nm。....

图1-4石墨烯-硫正极材料的SEM示意图

图1-4石墨烯-硫正极材料的SEM示意图[49]i等[50]首先利用聚乙烯醇(PEG)对次微米简单的溶液自组装方法，在该材料的表面成具有石墨烯包覆结构的石墨烯-硫正极

本文编号：3987146