隨著清潔能源、便攜式電子設(shè)備及電動汽車的快速發(fā)展,人們對高性能儲能器件的需求越來越迫切。與目前廣泛應(yīng)用的鋰離子電池相比,鋰硫電池具有高理論比容量(1675 mA h g^-1)、高能量密度(2600 W h kg^-1)、原料儲量豐富、環(huán)境友好、價格低廉等優(yōu)點,是一種備受關(guān)注的高性能新型儲能電池。然而,鋰硫電池的發(fā)展同時也面臨巨大挑戰(zhàn):1)硫及其放電產(chǎn)物的絕緣性大大降低了活性物質(zhì)的利用率;2)充放電過程的中間產(chǎn)物多硫化鋰(Li₂S_4-8)易溶于醚類有機電解液,會隨著電解液透過隔膜在硫正極和鋰負極之間穿梭,與鋰負極發(fā)生不可逆的副反應(yīng),即所謂的“穿梭效應(yīng)”,導(dǎo)致較差的循環(huán)穩(wěn)定性和庫倫效率;3)充放電過程中電極材料的體積膨脹/收縮會導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,也是制約鋰硫電池性能的重要因素。針對鋰硫電池存在的問題,本文利用靜電紡絲方法結(jié)合高溫處理制備了一種新型的氧化鎢修飾的氮、硫共摻雜碳納米纖維夾層（WO₃@NS-CNFs）來有效阻礙充放電過程中的穿梭效應(yīng),提高鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容... 

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰硫電池的工作原理
    1.3 鋰硫電池存在的問題
    1.4 鋰硫電池的研究進展
        1.4.1 鋰硫電池正極材料的研究進展
        1.4.2 鋰硫電池隔膜/夾層材料的研究進展
    1.5 本論文的選題意義及研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料和儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 儀器設(shè)備
            2.1.2.1 靜電紡絲技術(shù)
    2.2 材料的表征與測試
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 熱重分析
        2.2.4 氮氣吸脫附測試
        2.2.5 X射線光電子能譜
        2.2.6 X射線衍射儀
    2.3 半電池的組裝
    2.4 電池電化學(xué)性能測試
        2.4.1 恒電流充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 電化學(xué)阻抗測試
第三章 WO_3@NS-CNFs夾層的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 硫正極的制備
        3.2.2 夾層材料的制備
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 形貌表征
        3.3.2 X射線衍射分析結(jié)果
        3.3.3 X射線光電子能譜分析結(jié)果
        3.3.4 微觀形貌表征和元素分布結(jié)果
        3.3.5 BET測試結(jié)果
        3.3.6 電化學(xué)性能測試
            3.3.6.1 循環(huán)伏安特性曲線
            3.3.6.2 倍率性能研究
            3.3.6.3 不同電流密度下循環(huán)性能研究
            3.3.6.4 交流阻抗測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 不同濃度WO_3@NS-CNFs夾層的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 硫正極的制備
        4.2.2 夾層材料的制備
        4.2.3 Li2S6溶液的制備
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 微觀形貌表征
        4.3.2 電化學(xué)性能測試
            4.3.2.1 倍率性能研究
            4.3.2.2 不同電流密度下循環(huán)性能研究
            4.3.2.3 交流阻抗測試
            4.3.2.4 多硫化物吸附實驗
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的研究成果
獲獎情況
致謝



本文編號：3711653