Ti 4 O 7 /C复合纳米纤维的制备及其在锂硫电池阻硫层中的应用

发布时间：2023-02-10 19:34

　　随着社会的飞速发展和进步,人类对能源的需求也变得越来越大,传统的锂离子电池已经渐渐不能满足人们对高能量密度的需求要求,科研人员纷纷开始寻求具有高能量密度的储能电池。其中,锂硫电池以其优异的电化学性能成为当前这一领域的重要研究对象。但是,锂硫电池目前还有许多无法解决的问题,其中最主要的还是多硫化物的“穿梭”效应。最近,许多学者发现在锂硫电池的正极与隔膜之间添加一层较薄的中间层结构能够有效的阻挡多硫化物的穿梭,从而提高电池的循环寿命。为了解决上述中间层的问题,本文采用一步静电纺丝的方法制备出以碳纤维为骨架,其上修饰有极性导电金属氧化物Ti₄O₇的复合碳纳米纤维(Ti₄O₇/CNFs),并将其用作锂硫电池的中间层,研究其对电池电化学性能的影响。首先通过一步静电纺丝的方法制备出了含有锐钛矿TiO₂均匀分布的复合纳米纤维,然后经过1000℃的高温碳热还原使得锐钛矿TiO₂与碳发生反应,制备出呈疏松网络状的Ti₄O₇/CNF...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂硫电池系统简介
        1.2.1 锂硫电池的工作原理
        1.2.2 锂硫电池存在的问题以及相应的解决方法
    1.3 锂硫电池中间层的研究现状
    1.4 本文的研究内容
    1.5 本文的创新性
第2章 实验方法
    2.1 实验所需主要材料及设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 相关材料的制备
        2.2.1 正极材料的制备
        2.2.2 复合碳纳米纤维中间层材料的制备
        2.2.3 “三明治结构”Ti₄O₇/CNFs薄膜的制备
    2.3 材料的物理表征
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 透射电子显微镜
        2.3.3 X射线衍射谱
        2.3.4 X射线光电子能谱
        2.3.5 热重分析
        2.3.6 比表面积及孔径分析仪
    2.4 电池的组装及电化学性能测试
        2.4.1 纽扣式锂硫电池的组装
        2.4.2 交流阻抗测试
        2.4.3 循环伏安测试
        2.4.4 恒流充放电测试
第3章 Ti₄O₇/CNFs的制备及其对电化学性能的研究
    3.1 引言
    3.2 Ti₄O₇/CNFs薄膜的制备
    3.3 Ti₄O₇/CNFs薄膜的微观形貌分析
    3.4 Ti₄O₇/CNFs薄膜的物相和成分分析
    3.5 Ti₄O₇/CNFs薄膜作为中间层对电化学性能的影响
    3.6 Ti₄O₇/CNFs中间层在锂硫电池中的作用机制
    3.7 本章小结
第4章 Ti₄O₇/CNFs的改进及其对电化学性能的研究
    4.1 引言
    4.2 不同含量的Ti₄O₇/CNFs的制备及其对电化学性能的影响
        4.2.1 不同含量的Ti₄O₇/CNFs的形貌结构分析
        4.2.2 不同含量的Ti₄O₇/CNFs的物相结构分析
        4.2.3 不同含量的Ti₄O₇/CNFs作为中间层对电化学性能的影响
    4.3 不同结构Ti₄O₇/CNFs的制备及其对电化学性能的影响
        4.3.1 不同结构Ti₄O₇/CNFs的形貌结构分析
        4.3.2 不同结构Ti₄O₇/CNFs的物相成分分析
        4.3.3 不同结构Ti₄O₇/CNFs作为中间层对电化学性能的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3739786