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《武汉工程大学》 2011年
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锂硫电池正极材料硫碳薄膜的制备研究

张行  
【摘要】:以单质硫作为正极材料的锂硫电池体系具有极高的理论比容量和比能量,价格低廉,对环境污染小等优点,近些年来受到了广泛的关注,是下一代锂电池中最具竞争力的正极材料之一。但是由于单质硫的绝缘特性和其放电产物在有机电解液中的高溶解性,阻碍了锂硫电池的商品化进程。已有研究表明通过硫碳复合的方法能够有效的改善硫电极的性能,这是由于碳材料的高比表面积和吸附性能能够抑制放电产物的溶解和改善硫电极的导电性,从而提高活性物质的利用率和电池的循环性能。 本论文中分别采用加热处理法和热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备了硫碳正极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDAX)、X射线衍射仪(XRD)等测试方法对所制备的正极材料的结构和成分进行了分析,并通过充放电测试、循环性能测试和循环伏安法对所制备的各种正极材料进行了电化学性能测试。 采用加热处理法将单质硫嵌入到活性碳的微孔结构中,制备了活性炭/单质硫复合材料。测试表明53wt%硫含量的复合材料具有较好的电化学性能。首次放电比容量高达953mAh/g,达到理论值的57%左右。经过20次循环以后比容量维持在615mAh/g,容量保持率为64%,平均每次循环衰减为17mAh/g左右,表现出较好的循环性能。 在此基础上,利用HFCVD法首先在集流体上制备出一层具有纳米尺度的纤维网络状结构非晶碳膜,然后通过加热渗硫的方法制备出了硫碳正极薄膜材料。电化学测试表明相对于加热处理法,HFCVD法制备的正极复合材料的电极极化较弱,活性物质利用率高,可逆性好。其充放电性能和循环性能均优于加热处理法制备的正极复合材料。
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM912.9

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴锋;吴生先;陈人杰;陈实;王国庆;;锂硫电池正极用硫碳复合材料的制备和电化学研究[J];北京理工大学学报;2009年08期
2 杨裕生,王维坤,苑克国,曹高萍,王安邦;锂电池正极材料有机多硫化物的展望[J];电池;2002年S1期
3 马萍;徐宇虹;张宝宏;殷金玲;孟祥利;;Li/S电池凝胶聚合物电解质的研究[J];电池;2006年06期
4 郑伟;胡信国;张翠芬;;胶态电解质锂硫电池电化学性能研究[J];电池工业;2005年06期
5 于金花;张世超;王永辉;吴荣晖;;电解质组成对锂-硫电池电化学性能的影响[J];电源技术;2008年06期
6 苏忠民,傅玉洁,王荣顺;聚乙炔顺、反式结构对硫化聚乙炔的稳定性及其电子性质的影响[J];高等学校化学学报;1992年11期
7 于雷,王献红,李季,景遐斌,王佛松;聚苯胺对2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑氧化还原反应的电化学催化作用的循环伏安研究[J];高等学校化学学报;2000年02期
8 苑克国,王安邦,曹高萍,杨裕生;新型锂电池正极材料多硫代聚苯胺的制备和电化学性能[J];高等学校化学学报;2005年11期
9 苑克国;王安邦;余仲宝;王维坤;杨裕生;;1,3-二氧戊环基LiCF_3SO_3电解液对锂硫电池正极材料单质硫的电化学性能影响[J];高等学校化学学报;2006年09期
10 唐致远,徐国祥;部分二硫代聚苯胺电极材料在锂电池中的应用[J];高分子材料科学与工程;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王久林;二次锂电池用含硫正极材料的制备及电化学性能研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
2 喻献国;导电含硫聚合物的结构与性能及储锂机理研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
3 郑伟;二次锂电池单质硫复合正极材料的制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 马萍;新型二次锂电池正负极材料的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李立;新型锂电池正极含硫复合材料的研究[D];北京化工大学;2006年
2 曹伟;HFCVD制备非晶碳薄膜及其润湿性的研究[D];北京工业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈伟;张以河;;锂电池用PEO基固态聚合物电解质研究进展及应用[J];工程塑料应用;2010年06期
2 李惠淮;稀溶液的依数性[J];安徽教育学院学报;2003年03期
3 李卫;同格拉格;牟其勇;谢燕婷;;尖晶石锰酸锂颗粒的物理特性对电化学性能的影响[J];北京大学学报(自然科学版);2006年S1期
4 方莹;谢一飞;吴春芬;李镇;;机械力化学效应对水泥熟料物理性能的影响[J];北京工业大学学报;2012年04期
5 李晓林;李琰;王维坤;余仲宝;王安邦;;新型锂电池正极材料多硫化碳炔的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年04期
6 问立宁;用于锂离子电池热安全保护的正温度系数材料[J];北京理工大学学报;2004年07期
7 黄剑锋,曹丽云,熊信柏,李爱兰;Fe_2O_3-MnO-Cr_2O_3-La_2O_3系统紫色颜料的制备及表征[J];玻璃与搪瓷;2003年02期
8 张梅梅,陈晓峰,刘建安,李霞;生物活性玻璃的红外漫反射光谱研究[J];玻璃与搪瓷;2003年05期
9 李玉华;徐风广;吴华;;以高炉渣废玻璃为原料一次烧结法制备微晶玻璃[J];玻璃与搪瓷;2007年04期
10 刘继翔,罗世永;Na_2O—Al_2O_3—B_2O_3—SiO_2系统溶胶、凝胶涂层的振动光谱研究[J];玻璃;1996年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 熊仕昭;谢凯;洪晓斌;刁岩;;锂硫电池充放电过程研究[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
2 刁岩;谢凯;洪晓斌;韩喻;熊仕昭;;Li-S二次电池的研究现状[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
3 金朝庆;谢凯;洪晓斌;;Li-Nafion的分子模拟——论证Li-Nafion在锂离子电池中应用的可能性[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
4 崔少华;杨晓民;;用于圆柱形锂离子电池的注液工装[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 翟丽娟;陈效华;李燕;秦兆东;刘志远;;Li/S电池电解质的研究进展与展望[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
6 李红;马文石;;2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑/聚苯胺复合膜的电化学合成及性能[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
7 卢嘉春;陈广宇;黄萍;张丽莉;;PVDC液相脱HCl制备碳炔的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
8 梁亮;王玮;吴惠康;房晶瑞;鲍玉胜;;聚合物电解质的研究与进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
9 任丽;张雪峰;王立新;张福强;;聚吡咯电导率对锂/聚吡咯二次电池性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
10 许红亮;卢红霞;徐猛;王海龙;张锐;;以碳酸氢铵为沉淀剂制备纳米氧化锌粉体[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(6)[C];2007年
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1 高健;活性半焦低温催化氧化脱除烟气中NO的研究[D];中国海洋大学;2010年
2 相佳媛;锂离子电池相变型负极材料铜、镍系化合物的设计制备及改性研究[D];浙江大学;2011年
3 丁元力;微纳结构LiMn_2O_4的可控合成及其电化学性能研究[D];浙江大学;2011年
4 汪达;嵌入型含锂金属氧化物锂离子电池负极材料的研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 窦树梅;锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O体系的制备与改性研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
7 李灵均;综合利用红土镍矿制备锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2和LiFePO_4的研究[D];中南大学;2011年
8 蒋庆来;浆料喷雾干燥法制备球形锰酸锂正极材料及其改性研究[D];中南大学;2011年
9 马立文;锂锰氧化物及其锂离子筛的制备、性能及应用[D];中南大学;2011年
10 曹雁冰;聚阴离子型铁系锂离子电池正极材料的合成及改性研究[D];中南大学;2010年
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1 杨传浩;锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究[D];山东科技大学;2010年
2 秦明;锂离子电池正极材料磷酸锰锂合成方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 李强;水合肼液相还原法制备纳米铜粉的研究[D];大连理工大学;2010年
4 李强;Fe对Sn_xCo_y/C负极材料的结构和电性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 邱素芬;MgMn双元素掺杂改性LiFePO_4的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 徐乐;树脂炭包覆微晶石墨作锂离子电池负极材料研究[D];长沙理工大学;2010年
7 王萍;改性活性半焦脱除烟气中NO_X的研究[D];中国海洋大学;2010年
8 胡时光;聚阴离子型正极材料LiFePO_4/C、Li_2FeSiO_4/C的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
9 占孝云;聚苯乙烯模板法制备锂离子电池材料及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
10 王国宝;高性价比锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性研究[D];湘潭大学;2010年
【二级参考文献】
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1 戴曦;唐红辉;杨平;张传福;;LiFePO_4正极材料的研究进展[J];材料导报;2005年08期
2 井新利,王杨勇,张东华;二氧化硅/聚苯胺复合粒子的制备与性能[J];材料工程;2004年01期
3 尹鸽平,程新群,高云智,杜春雨,史鹏飞;掺磷对硬碳及软碳嵌锂性能的影响研究[J];材料科学与工艺;2003年02期
4 苏树发,曹高劭,赵新兵;金属锑薄膜用作锂离子电池负极的研究[J];稀有金属材料与工程;2005年03期
5 尹鸽平,王庆,程新群,史鹏飞;锂离子电池新型负极材料的研究进展[J];电池;1999年06期
6 夏熙;中国化学电源50年(4)——锂电池(上)[J];电池;2000年06期
7 李燕京,曹高萍,杨裕生,吴锋,王国庆;聚多硫环戊二烯的制备及其电化学性能[J];电池;2002年05期
8 杨裕生,王维坤,苑克国,曹高萍,王安邦;锂电池正极材料有机多硫化物的展望[J];电池;2002年S1期
9 吕东生,李伟善,刘煦,邱仕洲;锂离子嵌脱的交流阻抗模型[J];电池;2003年05期
10 肖利芬,艾新平,杨汉西,曹余良;锂离子电池用低温电解质溶液研究[J];电池;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王久林;二次锂电池用含硫正极材料的制备及电化学性能研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
2 王占良;锂离子电池用聚合物电解质应用基础研究[D];天津大学;2003年
3 金美花;超疏水性纳米界面材料的制备及研究[D];吉林大学;2004年
4 郑伟;二次锂电池单质硫复合正极材料的制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 王艳荣;沉淀法制备纳米二氧化铈[D];成都理工大学;2004年
2 苏树发;锑及锑锡合金薄膜的电化学吸放锂性能研究[D];浙江大学;2005年
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1 李晓林;李琰;王维坤;余仲宝;王安邦;;新型锂电池正极材料多硫化碳炔的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年04期
2 苑克国;王安邦;王维坤;余仲宝;;正极材料单质硫在LiCF_3SO_3/DOL+DME电解液中的放电性能[J];电池;2007年03期
3 吴锋;吴生先;陈人杰;陈实;王国庆;;锂硫电池正极用硫碳复合材料的制备和电化学研究[J];北京理工大学学报;2009年08期
4 李琰;;二次锂电池用正极材料多硫化碳炔充放电机理探讨[J];信息记录材料;2009年05期
5 吴锋;吴生先;陈人杰;陈实;王国庆;;多壁碳纳米管对单质硫正极材料电化学性能的改性[J];新型炭材料;2010年06期
6 张行;王传新;汪建华;皮华滨;吴雪梅;;热丝法制备锂硫电池正极材料[J];武汉工程大学学报;2010年09期
7 翁国明;苏育志;;锂电池正极材料含硫化物的研究进展[J];化学世界;2008年12期
8 李琰;马志远;邢晨曦;;锂电池正极材料多硫化碳炔的制备及性能研究[J];上海化工;2009年07期
9 李琰;王滢;邢晨曦;;新型锂电池正极材料多硫化碳炔充放电机理探讨[J];科技风;2009年13期
10 黎文路;蒲薇华;何向明;任建国;王莉;姜长印;万春荣;;锂离子电池正极材料硫化聚丙烯腈的研究进展[J];化工新型材料;2008年10期
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1 胡学山;孙玉恒;林晓静;吁霁;刘兴泉;;锂离子蓄电池正极材料Li_(1+δ)M_xV_(3-x)O_8(M=Ti、Co、Fe、Ni)的合成与电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
2 高明霞;潘洪革;殷月辉;刘永锋;;LiFePO_4正极材料中Fe_2P的原位引入和其对材料高倍率性能的影响[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
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4 唐义会;曹传宝;文捷;翟华章;朱鹤孙;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成及电化学性能[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
5 刘国强;曾潮流;杨柯;;锂离子电池钒系正极材料的研究概况[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
6 刘常莹;井一涵;韩小彦;孙聚堂;;NiS_6的合成、表征及其电化学性质研究[A];2010中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
7 郑伟;胡信国;张翠芬;;单质硫纳米复合正极材料的电化学性能研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
8 马平平;;喷雾干燥法合成锂离子电池复合正极材料LiMPO_4(M=Fe,V)及性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 杨刚;刘海东;季红梅;;微波高温固相法合成正极材料Li_3V_2(PO_4)_3/C及其电化学性能[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
10 汤宏伟;常照荣;钟发平;;锂离子电池正极材料LiNiO_2的研究进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
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1 陈淦璋;瑞翔新材料谋进全球前三甲[N];湖南日报;2008年
2 王俞德;纳米磷酸铁锂正极材料完成中试[N];中国化工报;2010年
3 日信证券 樊恺郁;杉杉股份 蓄势待发的新能源巨头[N];证券时报;2009年
4 李彦 马晨雨;见证当升科技清洁环保[N];证券时报;2010年
5 李壮;配套体系渐形成[N];中国高新技术产业导报;2005年
6 盛晓明 饶钦富;江西理工大与宜春共同打造“亚洲锂都”[N];中国矿业报;2009年
7 卢素仙;新一代正极材料磷酸铁锂中试通过验收[N];科技日报;2007年
8 李小平;赣锋锂业介入三元正极材料领域[N];证券时报;2011年
9 北京大学奥运办;北京大学:新能源成果应用于奥运大巴[N];中国教育报;2008年
10 林枫;锂离子动力电池正极材料在华申请专利态势分析[N];中国知识产权报;2011年
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1 石倩;薄膜电池LiV_3O_8正极材料的结构控制与电化学性能[D];华南理工大学;2010年
2 徐彦宾;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成和性质研究[D];兰州大学;2006年
3 姜涛;聚阴离子型正极材料Li_3V_2(PO_4)_3和Na_2FePO_4F的制备与性质研究[D];吉林大学;2010年
4 冯季军;尖晶石锰酸锂正极材料的离子掺杂改性研究[D];天津大学;2004年
5 杨志;锂离子电池层状正极材料及其前驱体的制备与性能研究[D];中南大学;2010年
6 蔡永茂;过渡金属氧化物电子结构与性质的第一性原理研究[D];吉林大学;2011年
7 杜柯;锂离子电池正极材料的制备与性能改进[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
8 李荣华;锂离子矿物固体电解质与尖晶石型正极材料的研究[D];福州大学;2003年
9 周园;锂离子电池正极材料尖晶石Li-Mn-Oxide的制备和性能研究[D];中国科学院研究生院(青海盐湖研究所 );2005年
10 徐晓光;储能材料电子结构及性能的第一原理研究[D];吉林大学;2004年
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1 周克勤;LiV_xFe_(1-x)PO_4/C正极材料的制备及其电化学性能研究[D];苏州大学;2010年
2 胡时光;聚阴离子型正极材料LiFePO_4/C、Li_2FeSiO_4/C的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
3 许明;正极材料LiFePO_4的制备及其改性研究[D];合肥工业大学;2010年
4 李若愚;锂离子电池用正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究[D];中南大学;2005年
5 林晓园;锂离子电池高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的研究[D];湖南大学;2010年
6 李兰英;锂离子电池用层状锰酸锂正极材料的制备和电化学性能研究[D];华中师范大学;2011年
7 黄玉代;低热固相法合成锂离子电池Li-Mn-O系正极材料及其性能表征[D];新疆大学;2004年
8 鞠孜锐;锂离子电池镍钴锰三元系正极材料的研究及其在电池中的应用[D];青岛科技大学;2010年
9 肖婕;层状锂锰氧化物作为锂二次电池正极材料的研究[D];武汉大学;2004年
10 王亮;锂离子电池三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的制备及改性研究[D];电子科技大学;2010年
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