鋰硫電池正極材料與隔膜制備及性能研究.pdf

1、為緩解社會日益增長的能源需求與現(xiàn)階段煤炭資源不斷匱乏的矛盾，電化學(xué)儲能研究已逐步受到重視。鋰硫電池作為高能量密度的新型電化學(xué)儲能體系之一，有著鋰離子電池?zé)o可比擬的優(yōu)點(diǎn)。其中單質(zhì)硫與不同結(jié)構(gòu)碳材料復(fù)合制備鋰硫電池正極材料的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)。為提高鋰硫電池的容量和循環(huán)性能，本論文主要完成了以下工作:
　　首先，本文選用三種不同形貌碳材料(碳納米管CNT、乙炔黑AB和科琴黑KB)分別與硫復(fù)合制備碳硫復(fù)合材料，并進(jìn)行測試與分析。結(jié)果表明，

2、S/CNT和S/KB兩種復(fù)合材料循環(huán)性能明顯優(yōu)于S/AB復(fù)合材料，這是由于S吸附在CNT和KB表面或孔穴中，很好地抑制了多硫離子的溶解。
　　其次，本文充分利用Al2O3對電解液具有良好的浸潤性和保液率特性以及具有優(yōu)越導(dǎo)電性的CNT材料，設(shè)計(jì)出層狀CNT/Al2O3/PP復(fù)合隔膜。該復(fù)合隔膜表面纏繞的CNT層能夠攔截多硫離子，有效抑制穿梭效應(yīng);而中間顆粒狀A(yù)l2O3層能促使隔膜良好浸潤，同時(shí)保持電池長循環(huán)所需的電解液，延長電池充放

3、電壽命。通過測試表明:復(fù)合隔膜可以明顯提高電池的電化學(xué)性能，有效解決鋰硫電池容量衰減過快、循環(huán)性能較差等問題。CNT/Al2O3/PP復(fù)合隔膜循環(huán)100次容量仍可保持在807.8 mAh/g，其中在電流密度為2C時(shí)放電容量可達(dá)745mAh/g。
　　最后，本文以常規(guī)阻燃添加劑甲基膦酸二甲酯(DMMP)作為電解液溶劑制備出高安全性能電解液。通過與傳統(tǒng)1M LiPF6/ EC+DEC電解液對比測試。發(fā)現(xiàn)DMMP基的電解液具有很好的阻燃