版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
1、當今世界,能源與環(huán)境問題是人類面臨的兩大主要挑戰(zhàn),開發(fā)出高性能、低污染、可再生的儲能器件顯得尤為重要。鋰硫電池因其高的理論比容量(1675mAh g-1)和能量密度(2600Wh kg-1)而受到廣泛關注,同時硫單質(zhì)在自然界分布廣、價格低廉、易回收利用。但鋰硫電池卻存在以下問題:硫及還原產(chǎn)物導電性差,影響活性物質(zhì)利用率;中間產(chǎn)物易溶解在電解液中,造成活性物質(zhì)損失并產(chǎn)生“穿梭效應”導致電池循環(huán)穩(wěn)定性差;充放電過程中產(chǎn)生體積膨脹,造成電極結
2、構的破壞;鋰負極在反應過程中會產(chǎn)生鋰枝晶使電池存在安全隱患等。
本論文主要針對鋰硫電池正極存在的問題,以改善電池性能為目的,設計制備出多孔碳材料、特殊碳結構以及金屬氧化物和碳的同軸復合材料作為硫基載體,進行結構表征并深入探究其電化學性能及反應機理。主要研究內(nèi)容包括:
?。?)以生物質(zhì)為碳源進行直接煅燒活化制備多孔碳材料,復合硫之后作為電池正極
采用玉米粉為碳源,先進行無氧煅燒,接著利用KOH作為活化劑在不同的
3、溫度下進行化學活化制備出多孔碳材料,復合硫作為電池正極。在該多孔碳/硫復合材料中,一方面利用碳材料的導電性提高正極的電導率,另一方面則利用碳材料的孔隙結構負載硫單質(zhì),以及孔結構的物理吸附作用吸附中間產(chǎn)物多硫化鋰,減少其在電解液中的溶解。結果顯示,當活化溫度為800℃時,多孔碳具有最高比表面積、總孔體積以及較好的循環(huán)性能,在0.1C倍率下循環(huán),經(jīng)過170圈后比容量為451mAh g-1,在0.5C下150圈后為388mAh g-1,經(jīng)過0
4、.1C-2C的倍率循環(huán)后又回到0.1C,比容量達到608mAh g-1。
(2)采用水熱法制備出同軸結構的碳納米管@多孔碳復合材料,復合硫之后作為電池正極
該復合結構是以葡萄糖為碳源,以SDS為表面活性劑,通過在多壁碳納米管表面進行原位的水熱反應制備出多孔碳的前驅(qū)體包覆在碳納米管表面的結構,再進行無氧碳化即得所需的復合碳材料,將其命名為MWCNTs@MPC。在該復合結構中,內(nèi)部的“軸”為碳納米管,為電極提供穩(wěn)定結構支
5、撐,同時提高正極的導電性;外部的“殼”為多孔碳層,提供負載硫的位點,減少多硫化物的溶解。基于這種同軸結構能夠得到較好的倍率性能和循環(huán)壽命,在0.1C倍率下,循環(huán)200圈后比容量為505mAh g-1,而在0.5C和2C的倍率下循環(huán)100圈后,比容量分別為450mAh g-1和270mAh g-1。
?。?)利用水熱法制備出碳納米管@二氧化鈦的同軸復合材料,復合硫之后作為電池正極
該結構是以鈦酸四丁酯、異丙醇為原料,通過
6、水熱法在碳納米管表面原位合成二氧化鈦,再進行無氧煅燒即得所需的復合結構,將其命名為MWCNTs@TiO2。在該材料中,內(nèi)部的“軸”MWCNTs能夠提高整個電極的機械強度和導電性,外部的“殼”TiO2則通過與多硫化物之間的結合作用吸附中間產(chǎn)物,并提供了負載硫的位點。結果顯示,MWCNTs的質(zhì)量分數(shù)為50%的復合材料展現(xiàn)出較好的電化學性能,在0.1C倍率下循環(huán),50圈后比容量為679mAh g-1,在1C和2C的倍率下循環(huán)170圈后,比容量
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 金屬氧化物-碳復合材料的制備及性能研究.pdf
- 金屬氧化物-碳納米復合材料的儲鋰性能.pdf
- 鋰硫電池正極生物碳-硫復合材料的制備及性能研究.pdf
- 金屬氧化物-碳納米纖維復合材料的制備及其儲鋰性能研究.pdf
- 金屬氧化物復合材料的制備及其儲鋰性能研究.pdf
- 氧化物-碳納米復合材料的制備及鋰電性能研究.pdf
- 金屬納米氧化物復合材料的制備及性能研究.pdf
- 金屬氧化物(硫化物)碳纖維復合材料的制備及儲鋰性能研究.pdf
- 碳殼包裹金屬氧化物-金屬氫氧化物-金屬@石墨烯復合材料的制備及性能研究.pdf
- 鋰-硫電池碳-硫復合材料制備及其電化學性能研究.pdf
- 多孔結構復合材料的制備及鋰硫電池性能研究.pdf
- 金屬氫氧化物改性鋰硫電池正極材料的制備及其性能研究.pdf
- 金屬氧化物-石墨烯復合納米材料的制備及儲鋰性能研究.pdf
- 碳基鋰硫電池材料制備及性能研究.pdf
- 基于金屬摻雜多孔碳-硫正極材料的制備及鋰硫電池性能研究.pdf
- 金屬氧化物摻雜炭氣凝膠材料制備及在鋰硫電池中的應用研究.pdf
- 碳包覆金屬氧化物-金屬復合材料的制備及電化學性能研究.pdf
- 碳包囊過渡金屬氧化物的制備及儲鋰性能研究.pdf
- 鋰硫電池硫碳復合正極材料的制備及其性能的研究.pdf
- 鈷、鐵氧化物-石墨烯-納米碳管復合材料的制備及儲鋰性能研究.pdf
評論
0/150
提交評論