氧化物修飾碳-硫復(fù)合電極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰硫（Li?S）電池具有超高的理論能量密度（2600 Wh/kg），且電極材料硫儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜，已成為當(dāng)前二次電池領(lǐng)域極具競(jìng)爭(zhēng)力的研究體系之一。但在電極反應(yīng)過(guò)程中，由于硫材料導(dǎo)電性差、充放電中間產(chǎn)物―飛梭效應(yīng)‖等原因，實(shí)際制備的電池往往面臨容量衰減快、倍率性不強(qiáng)等問(wèn)題，阻礙了Li?S電池的進(jìn)一步應(yīng)用與推廣。從金屬氧化物與多硫化物的界面作用出發(fā)，本研究提出以金屬氧化物修飾不同碳硫復(fù)合電極材料，探索納米粒子吸附、殼層包覆等微結(jié)構(gòu)對(duì)Li?

2、S電池電化學(xué)性能的影響。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。ㄒ唬┘{米銻摻雜二氧化錫（Sb:SnO2，ATO）修飾碳納米管硫復(fù)合電極材料的制備及其電化學(xué)性質(zhì)的研究。以商用CNT為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架，通過(guò)機(jī)械混合法將其與導(dǎo)電ATO納米顆粒混合，并采用熔融法實(shí)現(xiàn)單質(zhì)硫均勻包覆。研究表明CNT導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提升了電極導(dǎo)電性及硫負(fù)載量，而ATO顆粒則通過(guò)吸附作用抑制了―飛梭效應(yīng)‖。通過(guò)優(yōu)化可知當(dāng)ATO摻入量為2％時(shí)，電池容量衰退速率最低，其初始容量為982

3、mAh/g，200次循環(huán)后，容量剩余66.5%，相對(duì)于不加ATO的樣品容量提高了43.8%。
　　（二）MnO2包覆碳化聚乙烯亞胺?硫復(fù)合電極材料的濕化學(xué)原位氧化法制備及其電化學(xué)性能研究。以線性聚乙烯亞胺（LPEI）為模板制備了具有三維貫通結(jié)構(gòu)的多孔碳材料并將其負(fù)載單質(zhì)硫，以KMnO4溶液為氧化劑和錳源，通過(guò)原位氧化還原反應(yīng)在碳?硫復(fù)合結(jié)構(gòu)表面生成一層片狀MnO2的包覆層。研究結(jié)果表明，表面MnO2包覆層的限域效應(yīng)可顯著抑制多硫化