鋰離子電池硫-碳基復(fù)合正極材料研究.pdf

1、高能量存儲(chǔ)密度的鋰離子電池是電動(dòng)汽車、電動(dòng)船舶動(dòng)力系統(tǒng)以及可再生能源利用的儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵。以硫系材料作為正極活性物質(zhì)的鋰離子電池,因?yàn)楦叩睦碚摫热萘?高的理論比能量,原料豐富,價(jià)格低廉,環(huán)境友好,安全性高等優(yōu)點(diǎn)而備受人們關(guān)注。但是硫系正極材料的低導(dǎo)電性以及與電解液的相容性等問題的存在致使其電化學(xué)循環(huán)性能很差,難以應(yīng)用。本文主要通過復(fù)合與化合的方式,制備了以硫?yàn)榛钚灾行牡膹?fù)合正極材料,通過改善其離子電子傳輸網(wǎng)絡(luò)達(dá)到提高其電化學(xué)性能的目的。

2、本文的主要研究工作包括:一,合成硫/碳復(fù)合材料;二,制備硫/聚丙烯腈以及硫/聚丙烯腈/碳復(fù)合材料,并系統(tǒng)研究制備工藝對(duì)其電化學(xué)性能的影響。
　　 以酚醛樹脂,蔗糖,葡糖糖等不同的碳源為前軀體,通過水熱合成的方法,制備了碳材料基體,研究了制備工藝對(duì)碳材料表面形貌的影響規(guī)律,并優(yōu)化出了制備工藝。以酚醛樹脂為碳源前軀體所制備的碳材料結(jié)果表明在活性劑PlurobicF-127使用量為1.28g,水熱處理溫度為130℃時(shí),所制備的碳材料,

3、顆粒尺寸分布均勻,呈規(guī)則的球狀。采用溶液直接吸附法和低溫熔融擴(kuò)散法兩種不同的復(fù)合方法成功制備了硫/碳復(fù)合正極材料,低溫熔融擴(kuò)散法制備的復(fù)合材料具有較為優(yōu)異的電化學(xué)性能。而以蔗糖和葡萄糖為碳源前驅(qū)體制備的硫/碳復(fù)合材料由于載硫量低且大部分硫吸附于碳基體表面而表現(xiàn)出了較差的可逆性和循環(huán)性能。
　　 本文在碳基體制備的基礎(chǔ)上,制備了PAN-S以及PAN-S/碳復(fù)合正極材料。系統(tǒng)研究了前驅(qū)物配比、電極配方以及充放電電流等條件對(duì)材料電化學(xué)