發(fā)布時間：2017-11-29 04:22

  本文關鍵詞：富硫超支化聚合物的合成及其鋰硫電池應用研究

  更多相關文章： 富硫超支化聚合物 溶液加工性能 石墨烯超輕氣凝膠 鋰硫電池正極材料

【摘要】：鋰硫電池是一種以硫為正極材料,鋰為負極材料的新型鋰離子電池。鋰硫電池具有較高的理論比容量(1672 mA·h·g-1),較高的理論能量密度(2600 W·h· kg-1),硫儲量豐富且成本低廉等優(yōu)點。然而硫加工困難,硫負載量低,導電性差,而且硫在放電過程中生成長鏈聚硫鋰中間體,在正負極之間擴散穿梭發(fā)生自放電,造成循環(huán)性能的下降。因此,制備一種富硫、易加工、電化學性能穩(wěn)定的聚合物是提升鋰硫電池電化學性能的方法之一。本論文針對這一問題開展研究,設計合成了一種富硫的超支化聚合物(SRHPs),并將SRHPs應用于鋰硫電池正極材料中本文通過由硫單質(S8)發(fā)生開環(huán)反應分解產生的長鏈硫自由基與1,3-二異丙烯基苯(DIB)的硫自由基-雙鍵加成反應合成SRHPs。與僅溶于極少數(shù)溶劑的純硫相比,SRHPs因受益于自身支化的分子結構,在一些有機溶劑中呈現(xiàn)出較高的溶解度——400mg·mL-1。 SRHPs具有較大的分子量,最大數(shù)均分子量為5400g·mol-1,最大重均分子量為23500 g·mol-1。還將乙烯基封端的SRHPs依次通過硫自由基-雙鍵點擊化學和Menschutkin季銨化點擊化學反應,對SRHPs的內部結構及溶解性進行調控,獲得了水溶性的聚硫化合物。結合SRHPs的高硫含量及高溶解性,將SRHPs溶解在揮發(fā)性有機溶劑中,涂覆到一種石墨烯-碳納米管協(xié)同組成的全碳氣凝膠中,制得鋰硫電池正極材料。采用循環(huán)伏安法、恒電流充放電和電化學阻抗等測試手段研究鋰硫電池的電化學性能。這種基于SRHPs和全碳氣凝膠的鋰硫電池的最初比容量達到1247.6 mA·h·g-1,電池的循環(huán)壽命至少能夠達到400次,還展現(xiàn)出較理想的倍率性能以及穩(wěn)定在100%左右的庫侖效率,比以純硫作為正極材料的鋰硫電池表現(xiàn)出更優(yōu)越的電池性能,這歸結于SRHPs將硫元素通過C-S共價鍵連接的化學固定作用,成功地抑制了鋰硫電池穿梭效應。三維導電結構的全碳氣凝膠提升了電極材料的導電性,也提升了鋰硫電池的電化學性能。SRHPs兼具高溶解性、可功能化性質和優(yōu)越的電化學性能等優(yōu)點,為SRHPs在電學等方面的進一步應用奠定了基礎。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ317

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙輝,王琳,羅運軍,張文栓;超支化聚合物研究進展(Ⅰ)結構與性能[J];熱固性樹脂;2004年03期

2 曲忠先;焦劍;王軼潔;王雪榮;孔德鵬;;超支化聚合物的研究進展[J];材料導報;2006年03期

3 王兆惠;李綿貴;;超支化聚合物的性能研究[J];化工技術與開發(fā);2006年12期

4 文志紅;石葆瑩;;超支化聚合物的研究進展[J];杭州化工;2007年03期

5 姚暢;陳愛芳;曾少敏;徐祖順;易昌鳳;;“活性”/可控聚合制備超支化聚合物[J];材料導報;2007年S3期

6 趙輝;羅運軍;;超支化聚合物在塑料中的應用[J];塑料工業(yè);2007年S1期

7 李瓊;蘭云軍;柴玉葉;;超支化聚合物的結構、性能及合成[J];皮革科學與工程;2008年06期

8 王學川;劉俊;丁建華;;超支化聚合物理論的發(fā)展沿革和應用研究進展[J];皮革科學與工程;2008年01期

9 葉早萍;;超支化聚合物[J];印染;2008年04期

10 吳倩倩;傅英娟;秦夢華;;超支化聚合物的合成方法與其在濕部化學的應用[J];造紙科學與技術;2008年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓明全;韓克清;余木火;;新型芳香族超支化聚合物的合成與表征[A];2005年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2005年

2 劉曉輝;;超支化聚合物的合成與表征[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

3 朱新遠;顏德岳;;陽離子型超支化聚合物的可控制備及應用[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

4 萬文明;潘才元;;超支化聚合物的增長以及拓撲結構控制[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

5 許培俊;井新利;;一種耐高溫超支化聚合物及其應用[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

6 周永豐;顏德岳;;超支化聚合物的結構和性能關系研究[A];中國化學會第27屆學術年會第16分會場摘要集[C];2010年

7 龔偉;王波;祁寧;麥亦勇;劉黎明;;超支化聚合物微結構的正電子研究[A];第九屆全國正電子譜學會議論文集[C];2005年

8 李思均;牟建新;陳杰;劉新華;姜振華;;不同鏈段結構對超支化聚合物性能的影響[A];2005年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2005年

9 李振;;新型超支化聚合物的簡易合成及其二階非線性光學性能研究[A];2007年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2007年

10 潘才元;孫淼;楊文;;含氮超支化聚合物和納米粒子的合成及表征[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 白利斌;氧化還原/RAFT乙烯基自縮合法制備水溶性超支化聚合物[D];河北大學;2012年

2 靳海寶;超支化聚合物囊泡的多級自組裝及其在模擬細胞聚集中的應用研究[D];上海交通大學;2014年

3 陳恒;超支化高分子拓撲結構分析與分子內環(huán)化控制研究[D];西北工業(yè)大學;2015年

4 湯多峰;基于芴基超支化聚合物的設計、制備與性能[D];復旦大學;2008年

5 強濤濤;超支化聚合物的制備及其對超細纖維合成革衛(wèi)生性能的影響[D];陜西科技大學;2010年

6 楊文;熒光超支化聚合物的合成與應用[D];中國科學技術大學;2010年

7 董文勇;基于超支化聚合物構建微/納米結構[D];上海交通大學;2011年

8 高超;超支化聚合物的分子設計、合成、表征及功能化研究[D];上海交通大學;2001年

9 劉進軍;含酮和芴單元超支化聚合物的合成及其性能研究[D];河北大學;2010年

10 孫淼;雙烯單體的超支化聚合反應和叔胺基熒光超支化聚合物的合成和應用[D];中國科學技術大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張婷;端磺酸基超支化聚合物的制備、表征及應用[D];陜西科技大學;2015年

2 秦紅艷;超支化聚合物修飾的多孔材料吸附CO_2性能研究[D];中國石油大學(華東);2014年

3 梁蘇;基于超支化聚合物的糖基化表面的構建及其對細胞遷移的影響[D];浙江大學;2016年

4 魏楊揚;富硫超支化聚合物的合成及其鋰硫電池應用研究[D];浙江大學;2015年

5 張U，

本文編號：1236185