鋰-硫電池具有極高的理論比容量(1675 mA h g-1)和能量密度(2567 W h kg-1),近年來(lái)受到廣泛的關(guān)注。然而,鋰-硫電池商業(yè)化應(yīng)用仍面臨亟待解決的問(wèn)題,比如硫利用率低,容量衰減快,庫(kù)倫效率低等�；钚晕镔|(zhì)的載體材料設(shè)計(jì)一直是鋰-硫電池的研究重點(diǎn),但是電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程卻很少被關(guān)注。實(shí)際上,載體材料和電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的關(guān)系十分緊密。例如,硫及其放電產(chǎn)物的低導(dǎo)電性會(huì)影響電荷轉(zhuǎn)移電阻,導(dǎo)致緩慢的電化學(xué)氧化還原動(dòng)力學(xué);充放電過(guò)程中硫正極體積的膨脹和收縮,導(dǎo)致導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的破壞,阻礙了離子和電子的有效傳遞;多硫化物擴(kuò)散到鋰負(fù)極,形成含不導(dǎo)電Li2S2/Li2S的表面鈍化層,降低了負(fù)極鋰沉積/剝離反應(yīng)動(dòng)力學(xué);循環(huán)過(guò)程中鋰負(fù)極容易形成枝晶,導(dǎo)致極不穩(wěn)定的電極|電解液界面和復(fù)雜的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程等。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)考慮理論和實(shí)際的電化學(xué)反應(yīng),從而更加深入地理解基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用之間的問(wèn)題。本文針對(duì)活性物質(zhì)的導(dǎo)電性,多硫化物的“穿梭效應(yīng)”,以及鋰金屬的枝晶問(wèn)題,從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度,對(duì)電極材料進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)和調(diào)控,研究了鋰-硫電化學(xué)氧化還原過(guò)程中電極物化性質(zhì)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的相互關(guān)聯(lián)性,主要內(nèi)容如下:1...

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰-硫電池反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
    1.3 鋰-硫電池性能衰減及面臨挑戰(zhàn)
    1.4 硫正極材料及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展
        1.4.1 碳材料
        1.4.2 極性/催化材料
        1.4.3 有機(jī)硫材料
    1.5 鋰負(fù)極材料及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展
        1.5.1 界面工程
        1.5.2 電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        1.5.3 異質(zhì)成核/生長(zhǎng)
    1.6 本論文的選題依據(jù)及主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 碲摻雜促進(jìn)硫正極電化學(xué)氧化還原動(dòng)力學(xué)及鋰-硫電池性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 試劑原料
        2.2.2 碲-硫材料制備
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 電化學(xué)測(cè)試
        2.2.5 理論計(jì)算
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 第一性原理計(jì)算
        2.3.2 材料表征
        2.3.3 電化學(xué)表征
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 單原子鈷促進(jìn)正極硫化物電化學(xué)沉積動(dòng)力學(xué)及鋰-硫電池性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 試劑原料
        3.2.2 單原子鈷材料的制備
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 電化學(xué)測(cè)試
        3.2.5 理論計(jì)算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料表征
        3.3.2 電化學(xué)測(cè)試及產(chǎn)物形貌表征
        3.3.3 硫化物沉積機(jī)理探討
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 單原子鋅促進(jìn)金屬鋰負(fù)極電化學(xué)沉積/剝離動(dòng)力學(xué)及鋰-硫電池性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 試劑原料
        4.2.2 單原子鋅材料的制備
        4.2.3 材料表征
        4.2.4 電化學(xué)測(cè)試
        4.2.5 理論計(jì)算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料表征
        4.3.2 理論計(jì)算/成核表征
        4.3.3 沉積形貌表征
        4.3.4 電化學(xué)測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 總結(jié)與展望
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
致謝
后記



本文編號(hào)：3844223