收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锂硫电池硫/碳复合正极材料的制备及其电化学性能

崔晓兰  
【摘要】:单质硫具有2567Wh/kg的理论比能量,并且原料廉价易得,对环境友好,有望成为高储能锂电池体系的正极材料。但是,单质硫作为锂硫电池的正极材料具有一定的制约性,一方面单质硫的电子离子绝缘性使其表现为电化学钝性;另一方面,放电过程中产生的多硫化物易溶于电解液,容易引发“穿梭效应”,造成活性物质流失、锂硫电池循环性能较差。 为改善以上问题,本论文采用液相化学沉积法制备了一系列硫/碳复合材料。结果表明:由采用真空浸渍步骤的液相化学沉积法制备的硫/碳复合材料,与球磨法和未采用真空浸渍步骤的液相化学沉积法得到的样品相比,硫/碳复合材料的团簇现象减少,单质硫负载到更深或者更小的碳孔中,复合材料形成良好的导电网络结构,从而表现出更优异的电化学性能,特别是优异的循环稳定性。采用真空浸渍步骤制备的硫含量为78wt%的硫/碳复合材料,0.35C充放电时首次放电比容量为1116.1mAh/g(按硫的质量计算),循环150次后比容量保留534.2mAh/g。当硫含量降至59wt%,0.35C充放电时,硫/碳复合材料的首次放电比容量为1396.9mAh/g,循环150次比容量后保留683.3mAh/g;2C充放电时,循环120次后仍能保持429.7mAh/g的放电比容量。 在液相化学沉积法中引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制备得到一种新型的硫/碳复合材料。结果表明,PVP能够控制单质硫的尺寸在纳米尺度内,并且在一定程度上起粘结剂的作用,有效缓解了多硫化物向电解液的扩散溶解;减少了Li2S2/Li2S在正极及锂负极表面沉积,保证了电极结构的稳定性。0.35C充放电时,硫/碳复合材料首次放电比容量达到1360.9mAh/g,120次后比容量保留868.6mAh/g,容量保持率为63.8%;在高倍率2C充放电时,该硫/碳复合材料首次放电比容量也可达807.9mAh/g,200次后比容量仍能保留435mAh/g。 考察了不同粘结剂对锂硫电池电化学性能的影响。结果表明,明胶能在一定程度上提高锂硫电池的放电比容量;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作粘结剂的锂硫电池具有良好的循环稳定性。其中,明胶作粘结剂时,电池在0.2C循环80次后比容量保持354.1mAh/g;PVP作粘结剂时,电池在0.2C循环80次后比容量稳定在622mAh/g。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐睿杰;雷彩红;石文强;胡冰;蔡启;莫海彬;陈昌滨;;不同粒径氧化铝粉末涂覆隔膜电化学性能研究[J];功能材料;2014年03期
2 刘红;孔令斌;罗永春;康龙;;苯胺用量对固相法合成LiFePO_4/C电化学性能的影响[J];化工新型材料;2014年06期
3 崔静洁,张校刚,刘洪涛;单分散纳米Ni(OH)_2的制备及其电化学性能[J];应用化学;2004年05期
4 蔡羽;赵胜利;文九巴;刘先年;;Li_2O-V_2O_5-SiO_2薄膜结构与电化学性能研究[J];功能材料;2006年09期
5 陈华,王建明,郑奕,张鉴清,曹楚南;表面改性处理对ZnO电化学性能的影响[J];材料科学与工程学报;2004年02期
6 徐茶清,田彦文,刘丽英,翟玉春;Y~(3+)对LiMn_2O_4的结构和电化学性能的影响[J];中国稀土学报;2005年04期
7 杨宇川,王进,何小波;硼粒径对硼与AP复合物的热化学性能的影响[J];含能材料;2005年05期
8 刘立清,王建明,吴梅银,范玉凯,张鉴清;超细γ-MnO_2的物理性质及电化学性能[J];功能材料;2005年03期
9 李军;黄慧民;夏信德;李大光;赖桂棠;;碳掺杂改善LiFePO_4电化学性能[J];现代化工;2007年S1期
10 蔡羽;仝俊利;张宏斌;赵胜利;祝要民;;直流溅射沉积纳米晶氧化镍薄膜及电化学性能[J];金属热处理;2008年08期
11 顾大明;李已才;杨柳;肖宇;;PEO-LiClO_4-SiO_2-SCA体系电化学性能研究[J];化学学报;2010年22期
12 杨红;陈云贵;徐程浩;朱丁;肖艳;;锂源对LiFePO_4组织结构及电化学性能的影响[J];功能材料;2012年02期
13 赵力;刘志豪;金雷;;锌掺杂纳米Ni(OH)_2的制备及其电化学性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年04期
14 黄萍;刘志超;卢嘉春;方荃;朱敏华;;氟化多壁碳纳米管制备与电化学性能[J];材料保护;2013年S2期
15 李华成;钟胜奎;李普良;厉冯鹏;王春飞;陈南雄;;溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C及其电化学性能[J];矿冶工程;2014年01期
16 王美蓉;刘金龙;王淑花;贾虎生;;SnO_2/C复合材料的制备及其电化学性能研究[J];化工新型材料;2014年03期
17 李丹,马紫峰,廖小珍,周锦鑫,何金华;LiCoO_2的制备及电化学性能研究[J];高校化学工程学报;2002年05期
18 王宏丽;赖琼钰;郝艳静;陈元端;吉晓洋;;纳米SrTiO_3对高铁酸盐电化学性能影响研究[J];无机化学学报;2006年06期
19 王斌;瞿美臻;林浩强;于作龙;;煅烧温度对Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能的影响[J];合成化学;2006年06期
20 张胜利;陈小娜;宋延华;张利波;闫继;;Y改性对LiMn_2O_4结构及电化学性能的影响[J];中国锰业;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邹红丽;招睿雄;沈培康;;钨掺杂LiFePO_4的合成和电化学性能研究[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
2 樊小勇;江宏宏;黄令;孙世刚;;电镀锡作为锂离子电池负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
3 王婷;曹中秋;边静;;镁铝储氢电极合金的制备及电化学性能研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
4 蒋京娜;马东兴;张伟;刘玉文;;聚苯胺改性LiFePO_4/C的电化学性能[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
5 章兴石;肖方明;王英;肖志平;唐仁衡;;镍离子掺杂对LiFePO_4/C电化学性能的影响[A];第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2013年
6 赵安婷;张朝平;;掺杂镍对锰酸锂电化学性能的影响[A];中国化学会2005年中西部十五省(区)、市无机化学化工学术交流会论文集[C];2005年
7 郭晓健;李益孝;郑敏;岳红军;杨勇;;Li[Li_(0.2)Ni_xMn_yCo_z]O_2的合成及电化学性能[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
8 卢嘉春;张自禄;张丽莉;黄萍;;LiFePO_4/C的批量制备及电化学性能研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
9 张娇龙;王文辉;戴长松;;Zn~(2+)掺杂对磷酸钒锂材料电化学性能的影响[A];第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2013年
10 胡有坤;文嘉杰;郭孝东;钟本和;;多元醇法合成LiFePO_4正极材料及其电化学性能[A];中国化学会第28届学术年会第19分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘恩辉;锂离子电池正极材料钒氧基化合物的制备及电化学性能研究[D];中南大学;2004年
2 邓洪贵;储能用电极材料的制备及其电化学性能的研究[D];华东理工大学;2013年
3 李涛;锂离子电池用硅基材料电化学性能的研究[D];北京有色金属研究总院;2013年
4 梅涛;层状钴基、碳基及其复合材料的合成表征与电化学性能研究[D];中国科学技术大学;2013年
5 占丹;锰基化合物的形貌调控及其电化学性能研究[D];武汉大学;2013年
6 王利娟;锂离子动力电池电极材料的制备及其电化学性能研究[D];天津大学;2013年
7 王洪波;几种形貌过渡金属氧化物的制备及电化学储锂性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 闫俊;碳/氧化锰复合材料的制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 路艳罗;超分子结构层状锂锰氧化物的组装及其电化学性能研究[D];北京化工大学;2005年
10 郝艳静;锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备、改性及电化学性能研究[D];四川大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈景星;炭/金属氧化物复合材料的制备及其电化学性能[D];暨南大学;2010年
2 张晓;二硫化钼电极材料的制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 刘瑞瑞;锰氧化物多孔材料的制备与电化学性能表征[D];浙江大学;2014年
4 胡杰;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成和电化学性能研究[D];重庆大学;2005年
5 刘淑敏;过渡金属硫化物及其复合材料的合成和电化学性能研究[D];长春理工大学;2014年
6 刘松;FePO_4纳米复合材料的制备与电化学性能研究[D];黑龙江大学;2013年
7 杨旸;固相法制备LiFePO_4/C复合材料及其电化学性能研究[D];陕西科技大学;2012年
8 冯慧芬;金属复合氧化物MFe_2O_4和Ce_2Sn_2O_7的合成及其电化学性能研究[D];中南大学;2013年
9 田强;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成和电化学性能研究[D];重庆大学;2005年
10 王敏娟;一种新型锂离子电池负极材料MgS的制备及其电化学性能研究[D];浙江大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 ;锌的性质与用途[N];期货日报;2007年
2 贾海 蒋秀娟;“纳米服装”需首先解决安全问题[N];中国矿业报;2007年
3 实习生 程凤;碳纳米管具有清洁污水的功能[N];科技日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978