鋰硫電池,因其極高的能量密度（1672mAh/g）,以及環(huán)境友好和儲量大等優(yōu)點,被視為下一代二次電池的有力候選者。但目前依然存在反應不充分、穿梭效應嚴重和循環(huán)性能差等問題。新型高效的正極材料能有效的解決這些問題,進而改善鋰硫電池的性能�；诋斍颁嚵螂姵氐难芯窟M展,我們認為以過渡金屬及其化合物和多孔碳的復合材料能較好的提高鋰硫電池性能。一方面,過渡金屬及其化合物可以有效地抑制穿梭效應并提高循環(huán)性能;另一方面,多孔碳能夠增強電池電極的導電性,促進正負極的反應。此外,多孔碳還對多硫化物具有一定的吸附能力。本文的主要研究工作如下:（1）制備了碳基復合材料CoFe@NC/PPC并用于鋰硫電池正極材料的性能研究。首先將普魯士藍類似物負載在處理過的柚子皮上,然后通過高溫煅燒的方法制備了生物質(zhì)衍生碳材料CoFe@NC/PPC。通過一系列表征手段對材料的微觀形貌、結(jié)構組成等進行了研究。最后制成扣式電池并進行了循環(huán)、倍率等性能測試。結(jié)果顯示該電池表現(xiàn)出了較好的循環(huán)穩(wěn)定性,小電流（0.1 C,1 C=1672 mAh/g）下初始比容量可以達到1049.3 mAh/g,大電流（1C）下初始比容量下為915.6... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰硫電池的結(jié)構示意圖

碩士學位論文12微觀形貌，并且放大倍數(shù)更高，可以達到納米級的放大。利用高倍透射電子顯微鏡可以更細微的觀測到樣品的結(jié)構，甚至測量樣品的晶格間距，并與樣品的物相結(jié)構相印證。2.5鋰硫電池的制作及性能測試（Productionandperformancetestoflithiumsulfurbattery）2.5.1鋰硫電池的組裝圖2-12025型扣式電池Figure2-12025typebuttonbattery為了方便進行電池性能測試，我們將材料制成了扣式電池，2025型扣式電池如圖2-1所示。預先利用涂覆法將所制得的硫陰極材料涂覆在鋁箔上，并通過切片機切割成圓形正極片以備電池制作�？凼诫姵刂谱髁鞒倘缦拢菏紫�，將正極殼正面朝上放置在最底層，在正極殼的正中間放置制得的正極片，利用移液槍提取適量鋰硫電池電解液并滴在正極片上使之浸潤。其次，在正極片上放置隔膜并滴取電解液在隔膜上，然后依次放置鋰片、墊片和彈片，并用負極殼蓋住電池。最后，利用壓片機對電池進行封裝。在電池制作過程中，所有材料盡量一次性放置到位，以免移動會對電池性能造成影響�？紤]到鋰的化學活性，電池制作過程需要在布勞恩手套箱中進行以保證隔水隔氧。其中，手套箱的含水量和含氧量應控制在0.05ppm以下。2.5.2電化學性能測試對鋰硫電池進行電化學性能測試以研究電池的基本屬性、容量表現(xiàn)及循環(huán)穩(wěn)定性，通過圖2-2的性能測試系統(tǒng)完成，該系統(tǒng)包括新威高性能測試系統(tǒng)以及電化學工作站。其中新威高性能測試系統(tǒng)用來進行恒電流充放電測試，P4000電化

2實驗及表征方法13學工作站用來測試循環(huán)伏安曲線以及交流阻抗譜。鋰硫電池的電化學性能測試主要包括：（1）恒電流充放電測試恒電流充放電測試是指在一定電壓范圍下，通過保持電流不變測試電池在充放電過程中的容量變化的方法，通常用來考察電池的初始比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。電池的測試采用的是新威高性能電池測試裝置，測試方法包括循環(huán)穩(wěn)定性測試和倍率測試，循環(huán)測試工程中工步參數(shù)設置如表2-3所示。其中電流大小由測試條件以及電池中硫的負載量決定。可以看出循環(huán)測試是指電池在保持電流不變的情況下在1.7-2.8V電壓區(qū)間內(nèi)進行多次充放電。同樣的，倍率性能測試的工步設置與循環(huán)測試大致相同，只需每隔10次循環(huán)改變電流的大小即可。表2-3鋰硫電池循環(huán)性能測試步驟參數(shù)Table2-3ParametersforcycleperformanceteststepofLithium-sulfurbattery工步號工步名稱時間循環(huán)次數(shù)電壓(V)電流(mA)1擱置00:10:002恒流放電1.70.1C3擱置00:02:004恒流充電2.80.1C5循環(huán)起始工步：12006結(jié)束（2）電池電化學阻抗測試（EIS）電化學阻抗測試是對電池系統(tǒng)的模擬。它是指將電池視為一個等效電路，測量電池的阻抗特性隨輸入電壓頻率變化的曲線，并由此可以對電池等效電路進行擬合并得出各元件的參數(shù)，可以用來分析電池的結(jié)構和電極屬性。實驗中所需的電壓設置為5mV，頻率變化范圍為10mHz至0.1MHz。圖2-2鋰硫電池性能測試系統(tǒng)Figure2-2Lithium-sulfurbatteryperformancesystem

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3256279