鋰硫電池體系由于具有能量密度高、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)勢,被認(rèn)為是未來最具研究價值和應(yīng)用前景的電池體系之一。但硫正極存在的導(dǎo)電性差、體積變化大和穿梭效應(yīng)等缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了鋰硫電池體系的商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。本研究基于磷酸鐵鋰和二氧化釩高氧化還原電位的催化效應(yīng)構(gòu)筑了多孔石墨烯/磷酸鐵鋰/硫（HG/LFP/S）和多孔石墨烯/二氧化釩/硫（HG/VO₂/S）兩類載硫復(fù)合材料,并通過掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）等方法對各復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)進(jìn)行了表征;通過恒流充放電測試等方法對材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了測試;通過硫化鋰沉積實(shí)驗、多硫化物吸附實(shí)驗、對稱電池測試和穿梭電流測試等實(shí)驗,結(jié)合理論計算對材料的儲能機(jī)理進(jìn)行了研究。本研究有助于對多硫化物催化轉(zhuǎn)化機(jī)理的深入理解,對于今后載硫復(fù)合材料的設(shè)計具有一定的借鑒意義。通過靜電吸附和高溫處理相結(jié)合的方法制備了HG/LFP載硫基體材料,經(jīng)過硫浸漬和熱處理后,得到具備卵殼結(jié)構(gòu)的HG/LFP/S載硫復(fù)合材料。材料中的HG組分可以有效抑制LFP微球的團(tuán)聚現(xiàn)象,增強(qiáng)LFP與多硫化物的接觸面積,并物理吸附多硫化物,從一定程度上抑制穿梭效... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同二次電池體系的質(zhì)量能量密度和體積能量密度對比

圖 2-1(b)則給出了鋰硫電池典型的充放電曲線[18]。與鋰離子電池中鋰離子嵌入/脫嵌的機(jī)理不同，鋰硫電池的能量轉(zhuǎn)換是通過單質(zhì)硫與鋰之間的電化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的[19]，其反應(yīng)方程式(如式(1-2)-(1-4)所示)為：負(fù)極：16Li 16Li++16e-(1-2)正極：S8+16Li++16e- 8Li2S (1-3)總反應(yīng)：S8+16Li 8Li2S (1-4)

王春生課題組[28]利用無序碳納米管通過浸漬的方法制備了管復(fù)合材料(SDCNTs)，其微觀形貌如圖 1-4(a)所示。碳納米管中效避免多硫化物的溶解，所獲得的 SDCNTs 正極材料具備良好。另外，文章作者通過對不同溫度下熱處理獲得的 SDCNTs 材測試提出了熱處理誘導(dǎo)的硫在碳骨架中的穩(wěn)定機(jī)制(見圖 1-4(b)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]新型鋰硫電池正極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與電化學(xué)性能研究[D]. 馬連波.南京大學(xué) 2018
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碩士論文
[1]正極載體/多硫化物電解液添加劑電極體系的研究[D]. 袁野.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]Fe-MOF基材料的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用研究[D]. 武鶴顯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]利用限域效應(yīng)制備磷酸鐵鋰納米復(fù)合材料及性能研究[D]. 李新魁.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
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本文編號：3475009