鋰硫電池具有較高的能量密度,并且其硫正極材料價(jià)格低廉、來源豐富和綠色環(huán)保,是非常有前景的新一代二次電池。但鋰硫電池也面臨著硫正極材料的導(dǎo)電性差、充放電過程中體積變化大、充放電中間產(chǎn)物鋰多硫化物在電解液中的溶解導(dǎo)致的活性物質(zhì)損失等問題,從而導(dǎo)致其低的循環(huán)性能和倍率性能。因此,硫正極材料常需要與高電導(dǎo)率的碳材料復(fù)合以提高其電化學(xué)性能。本文在綜述了國(guó)內(nèi)外硫正極材料的研究發(fā)展基礎(chǔ)上,基于生物質(zhì)碳具有可持續(xù)、環(huán)境友好及成本低等優(yōu)點(diǎn),提出了研究開發(fā)新型生物質(zhì)碳為硫的載體,用于制備硫/碳復(fù)合正極材料。研究了新穎的制備方法,并通過優(yōu)化相關(guān)制備參數(shù),獲得了高性能的硫/碳復(fù)合正極材料,闡明了復(fù)合正極材料電化學(xué)性能提高的機(jī)理。此外,基于Li2S作為另一種有前途的高容量鋰硫電池正極材料,目前還存在合成方法復(fù)雜、成本高、循環(huán)性能和倍率性能低等問題,提出了 一種高效低成本合成Li2S和高性能納米Li2S/多孔碳復(fù)合正極材料的新方法。研究結(jié)果對(duì)于高性能鋰硫電池正極材料的進(jìn)一步研究和開發(fā)具有積極意義。論文采用了初始具有多孔結(jié)構(gòu)的直鏈淀粉為碳源,通過多步熱解的方法制備了具有大孔中空和微孔多孔殼體的顆粒尺寸約為4-6 μm...

【文章頁(yè)數(shù)】：183 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池發(fā)展概要
    1.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 嵌入式正極材料
        1.3.2 轉(zhuǎn)換式正極材料
    1.4 鋰離子電池負(fù)極材料
        1.4.1 石墨和硬碳
        1.4.2 鈦酸鋰負(fù)極材料
        1.4.3 轉(zhuǎn)換式負(fù)極材料-合金材料(B型)
        1.4.4 轉(zhuǎn)換式負(fù)極材料-其它類型(A型)
第二章 鋰硫電池正極材料研究進(jìn)展
    2.1 鋰硫電池簡(jiǎn)介
    2.2 鋰硫電池基本知識(shí)
    2.3 鋰硫電池研究歷史
    2.4 鋰硫電池遇到的技術(shù)瓶頸
        2.4.1 飛梭效應(yīng)機(jī)理
        2.4.2 自放電
    2.5 硫正極材料
        2.5.1 傳統(tǒng)硫復(fù)合物電極
        2.5.2 硫-碳復(fù)合材料
        2.5.3 硫-碳復(fù)合方式
        2.5.4 硫-高聚物復(fù)合正極材料
    2.6 硫化鋰正極材料
        2.6.1 硫化鋰正極材料簡(jiǎn)介
        2.6.2 復(fù)合硫化鋰正極材料
    2.7 本文的選題背景與研究?jī)?nèi)容的提出
第三章 實(shí)驗(yàn)方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)原材料、試劑與實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)原材料與試劑
        3.1.2 材料和電極制備的儀器設(shè)備
        3.1.3 材料形貌結(jié)構(gòu)分析和電化學(xué)性能測(cè)試設(shè)備
    3.2 電極材料制備
        3.2.1 淀粉為碳源的碳及其硫/碳復(fù)合材料的制備
        3.2.2 以蔗糖為碳源制備碳及其硫/碳復(fù)合材料
        3.2.3 以滸苔為碳源制備碳及其硫/碳復(fù)合材料
        3.2.4 Li₂S及Li₂S/碳復(fù)合材料的制備
    3.3 材料形貌結(jié)構(gòu)的表征方法
    3.4 電極制備和其電化學(xué)性能表征
        3.4.1 電極的制備和電池的組裝
        3.4.2 電化學(xué)性能測(cè)試
第四章 中空多孔碳化淀粉@硫復(fù)合正極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究
    4.1 引言
    4.2 碳化淀粉和硫@碳復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形貌
    4.3 碳化淀粉@硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 二氧化碳刻蝕碳化蔗糖及其與硫的復(fù)合正極材料的電化學(xué)性能的研究
    5.1 引言
    5.2 CO₂刻蝕溫度和時(shí)間對(duì)碳材料結(jié)構(gòu)形貌的影響
    5.3 CO₂刻蝕溫度和時(shí)間對(duì)硫@碳復(fù)合材料電化學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 碳化滸苔二氧化碳刻蝕及其與硫的復(fù)合正極材料的電化學(xué)性能研究
    6.1 引言
    6.2 碳化滸苔的結(jié)構(gòu)與形貌
    6.3 不同溫度刻蝕的碳化滸苔/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    6.4 本章小結(jié)
第七章 高純亞微米硫化鋰的制備和高性能納米硫化鋰/多孔碳復(fù)合正極材料的研究
    7.1 引言
    7.2 Li₂S和Li₂S/C復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌
    7.3 Li₂S/C材料的電化學(xué)性能
    7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與其它研究成果



本文編號(hào)：4053792