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《鋰硫電池正極材料的制備及其電化學性能.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)PreparationandelectrochemicalpropertiesofcathodematerialsforlithiumsulfurbatteryThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUniversityforthedegreeofMasterofSciencebyZiminDongSupervisedbyProf．GaohuiDUZhejiangKeyLaboratoryforReactiveChemistryqnSond。Surfaces,Institut
2、eofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua,ChinaMay2014萬方數(shù)據(jù)鋰硫電池正極材料的制備及其電化學性能摘要人類文明的快速發(fā)展引起的能源枯竭與環(huán)境污染問題已經(jīng)越來越凸顯。為了尋找污染小、可再生的新能源來替代傳統(tǒng)污染嚴重且不可再生的石化能源，人們進行了各種嘗試。其中，鋰離子電池具有高電壓，高容量，能量密度高，環(huán)境友好，無記憶效應，循環(huán)壽命長等優(yōu)點是一種很有前途的新能源。鋰硫電池作為一種特殊的二次鋰電池，由于其正極材料：單質(zhì)硫，在自然界的含量豐富，
3、環(huán)保無污染并且具有更高的理論比容量和能量密度而受到了廣泛關注。本文從鋰硫電池正極材料改性角度出發(fā)，針對鋰硫電池研究過程中存在的一些問題，采用了不同方法制備了納米硫@石墨烯、硫@聚吡咯空心球復合物、硫@活性炭／聚吡咯三種復合材料。并且對這三種復合材料進行了電池性能的測試：1．納米硫@石墨烯復合材料的制備以及其在鋰硫電池上的應用：以鱗片石墨、五氧化二磷、過硫酸鈉、濃硫酸、高錳酸鉀、雙氧水為原料，通過hummers氧化法制備了高質(zhì)量的氧化石墨烯。而后，在十二烷基磺酸鈉為表面活性劑的條件下，以氧化石墨、納米硫為原料，利用
4、水熱法制備了納米硫@石墨烯復合材料。利用XRD、TG、SEM、TEM和XPS等測試手段對材料進行物相、成分、形貌和結構分析，并且組裝了鋰硫電池，使用電池測試系統(tǒng)和CHI電化學工作站對所制備的材料進行了電化學性能的測試。與直接將石墨烯和納米硫粉末熱復合的材料：石墨烯一硫復合材料，進行了電化學性能的對比。從材料鍵合情況出發(fā)初步探討了兩種材料電化學性能表現(xiàn)存在差異的原因。實驗結果表明：通過水熱法制各的納米硫@石墨烯復合材料電化學性能優(yōu)于硫／石墨烯混合材料。同樣在0．2C電流密度下充放電，前者在循環(huán)100圈后，放電容量保
5、持在了720mAh／g左右，而后者只有300mAh／g。2．硫@聚吡咯空心球復合物的制備以及其在鋰硫電池上的應用：本章材料的制備采用了模板法：以二氧化硅微球為模板、吡咯單體為原料、以氯化鐵為氧化劑制備了聚吡咯空心微球。通過熱復合的方法，將聚吡咯空心微球和單質(zhì)硫混合起來，制備了硫@聚吡咯空心微球復合材料。利用XRD、TG、萬方數(shù)據(jù)SEM和TEM等測試方法對材料進行物相、成分、形貌和結構分析，并且組裝了鋰硫電池，使用電池測試系統(tǒng)和CHI電化學工作站對材料進行了電化學性能的測試。文章分析了聚吡咯空心微球對活性材料的改性
6、作用，初步探討了正極材料的硫含量對鋰硫電池性能的影響。實驗結果表明：聚吡咯的空心微球結構確實使電池性能得到了一定的改善。48％硫含量的電池在0．5C電流密度下測試，循環(huán)100圈之后比容量保持在了620mAh／g左右。3．硫@活性炭／聚吡咯復合物的制備及其在鋰硫電池上的應用：使用活性炭、吡咯、氯化鐵、鹽酸、硫代硫酸鈉為原料，通過超聲法制備了硫@活性炭／聚吡咯復合材料。利用XRD、TG、SEM和XPS等測試方法對材料進行物相、成分、形貌和結構分析，并且組裝了鋰硫電池，使用電池測試系統(tǒng)對材料進行了電化學性能的測試。結果
7、表明，活性炭與導電性良好的聚吡咯使電池正極材料的性能得到了大大的提高，在0．5C電流密度下充放電，循環(huán)100圈后放電比容量保持在1000mAh／g左右。關鍵詞：鋰硫電池；單質(zhì)硫；復合材料；電化學性能；石墨烯；聚吡咯；活性炭；溶劑熱法；模板法II萬方數(shù)據(jù)PreparationandelectrochemicalpropertiesofcathodematerialsforlithiumsulfurbatteryABSTRACTEnergyandenvironmentalproblemscausedbytherapi
8、ddevelopmentofindustrialcivilizationhasattractedmoreandmoreattentionfromallcountriesandregionsoftheworld．Thedemandofenergyismoreandmoreurgently．Inordertofindthealternativeenergyofoilandco
