電子產品和電動汽車的迅速發(fā)展喚起了人們對于高比能量、高循環(huán)穩(wěn)定性二次電池的需求,鋰硫電池由于其五倍于鋰離子電池的高比能量(2800WhL-1)而受到廣泛關注。但由于正極硫的絕緣性和鋰硫電池的溶解-沉積反應機制,存在正極活性物質利用率低、循環(huán)不穩(wěn)定的問題,制約著其商業(yè)化發(fā)展。因此,本文擬通過設計制備原位合成的納米氧化鎂摻雜蟹殼基分級多孔炭(n-MgO@CSHPC),在高效固定多硫化物的同時,保證多硫化物與導電結構的良好接觸,實現多硫化物吸附和再利用的平衡,提高活性物質的利用率,改善鋰硫電池的電化學性能。首先憑借蟹殼的組成和結構的優(yōu)勢設計制備了具有良好孔徑結構、微孔孔容、高比表面積和雜原子摻雜的分級孔炭材料。并以摻雜的雜原子固定鎂源,在炭孔中成功原位負載了納米氧化鎂。結構表征證明,氧化鎂粒徑分布均勻、在炭材料中分散性好。開發(fā)了負載氧化鎂炭材料的可控制備方法。其次,將納米氧化鎂摻雜蟹殼基分級多孔炭材料載硫制備炭硫復合材料,將其用于鋰硫電池正極,通過電化學性能測試證明,改性正極電池對正極活性物質的有效利用和固定作用,保障了長循環(huán)中的循環(huán)穩(wěn)定性。5%納米氧化鎂摻雜蟹殼基分級多孔炭/硫復合正極在0....

【文章頁數】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）Ｌｉ－Ｓ電池工作原理示意圖；（ｂ）Ｌｉ－Ｓ電池鋰化／脫鋰電壓分布圖??Ｆｉｇ．?１－１?（ａ）Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｏｆ?ａ?Ｌｉ－Ｓ?ｂａｔｔｅｒｙ，??（ｂ）ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ／ｄｅｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｐｒｏｆｉｌｅｓ?ｆｏｒ?Ｌｉ－Ｓ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ．??１．２．２鋰硫電池的關鍵問題??

到Ｌｉ２Ｓ的固－固還原。在隨后的充電??（脫鋰）過程中，ＬｂＳ通過形成ＬＰＳｓ可逆地轉化為元素硫，涉及？２．４?Ｖ的單充??電平臺。這種獨特的電化學反應賦予鋰硫電池高比容量達ＭＴＺｍＡｈｇ－１，能量密??度為?２５６７?Ｗｈ?ｋｇ－１。??ａ?＇?＇?Ｉ?ｂ?？＿??？，ｃｐａｒ....

圖３－５?（ａ）?６５０°Ｃ，?（ｂ）７５０°Ｃ，?（ｃ）８５０°Ｃ下煅燒的蟹殼基分級多孔炭的表面形貌與元素分布圖??Ｆｉｇ．?３－５?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ａｎｄ?ｍａｇｎｅｓｉｕｍ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｏｆ?ｃｒａｂ?ｓｈｅｌｌ－ｂａｓｅｄ?ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?ｐｏｒｏｕｓ??ｃａｒｂｏｎ?ｃａｌｃｉｎｅｄ?ａｔ（ａ）?６５０〇Ｃ，?（ｂ）７５０〇Ｃ，?（ｃ）８５０〇Ｃ??對制備的炭材料進行ＥＤＳ分?

池反應過程中的??體積膨脹。當用于隔膜涂層中時，這種孔徑結構對控制多硫穿梭起到物理限域的??作用，引導硫化鋰的均勻沉積，有助于實現循環(huán)后活性物質的再分布，其骨架結??構避免了循環(huán)過程中體積膨脹。??３．１．１．２蟹殼基分級多孔炭材料的元素分析??電子腦?１?ＯＫａｌ?ＮＫ？１?２....

圖３－６不同溫度下煅燒的蟹殼基分級多孔炭對多硫化物吸附前后（ａ）照片，（ｂ）紫外光譜圖??（其中，ＡＬｉ２Ｓ６，?Ｂ?６５０°Ｃ＋Ｌｉ２Ｓ６，Ｂ７５（ＴＣ＋Ｌｉ２Ｓ６，Ｂ?８５０°Ｃ＋Ｌｉ２Ｓ６）??

?第三章結果與討論???子的鍵合，因此不宜選擇煅燒溫度過高的炭。??３．１．２蟹殼基分級多孔炭材料及納米氧化鎂對多硫化物的吸附研究??＇?３００?４ｍ?５００?６＜ＫＩ??Ｗａｖｅｋ＞ｉｉ｝＞ｌｈ（ｎｉｎ）??圖３－６不同溫度下煅燒的蟹殼基分級多孔炭對多硫化物吸附前后（ａ）照片，....

圖３－７納米氧化鎂對多硫化物吸附前后（ａ）照片；（ｂ）紫外光譜圖??

?北京化工大學碩士學位論文???⑷?Ａ?（ｂ）４ｐ＾?￣??—？?Ｌ．２Ｓ，??，?＼??ｎ－ＭｇＯ＋Ｌｉ２Ｓｆｃ??Ｉ?＇?Ｉ??ｋ．?２?＼?＼??＇?Ｖ、＇，??亡、一＇ｉ?ｊ?＇＇—、、－??＾?３００?＿?５＜Ｋ？?６（Ｍ？??ＷＳ＾?ｎ－ＭｐＪ＋Ｌｌ２Ｓ６?Ｗａｖｅｌ....

本文編號：4058666