用聚乙烯亚胺改性鱼鳞基多孔炭修饰锂硫电池隔膜的研究

发布时间：2022-11-12 15:38

　　锂硫电池的比容量和能量密度的理论值比较高,近些年国内外大量的研究人员聚焦于此。但可溶性多硫化物在正负极间穿梭而引发的“穿梭效应”,导致其实际放电比容量和循环稳定性仍有待提升。本论文利用鱼鳞基多孔炭材料高比表面积和高度发达的孔结构,将富含胺基的聚乙烯亚胺负载在鱼鳞基多孔炭材料上,负载胺基的同时对孔隙进行填充,形成一种富含胺基的致密的材料,并用其修饰锂硫电池的隔膜,以物理阻挡和化学吸附相结合的方式,提高对多硫化物的捕获和固定,主要研究内容如下:首先,探究使用聚乙烯亚胺改性鱼鳞基多孔炭材料及聚乙烯亚胺负载量对所得改性炭材料结构等性能的影响。发现随着聚乙烯亚胺负载量的增加,材料的氮元素含量增加,比表面积下降,能够达到的最大负载量为12.08%,比表面积为 494.86 g/cm3。然后,为了研究聚乙烯亚胺改性鱼鳞基多孔炭材料对多硫化物的作用,设计制备了功能性隔膜涂层,质轻（0.04 mg/cm2）且浸润性和机械性能优异。在0.1 C的放电倍率下,上放电平台的初始放电比容量达到了 341.9 mAh/g,达到了理论值（419mAh/g）的81.6%,经过100次循环后,上放电平台的容量保持率为8... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 改性隔膜的研究进展
        1.2.1 金属氧化物物改性
        1.2.2 炭材料改性
    1.3 生物质多孔炭改性的研究进展
        1.3.1 活化法
        1.3.2 表面修饰法
    1.4 立题依据及研究内容
第二章 改性鱼鳞基多孔炭材料的制备
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 鱼鳞基多孔炭材料的制备方法
        2.2.4 PEI改性鱼鳞基多孔炭材料的制备方法
        2.2.5 表征方法
    2.3 制备工艺对FPC的性能的影响
        2.3.1 对FPC结构的影响
        2.3.2 对FPC中氮元素的影响
    2.4 PEI对PFPC的性能的影响
        2.4.1 对PFPC表面形貌的影响
        2.4.2 对PFPC结构的影响
        2.4.3 对PFPC化学组成的影响
    2.5 小结
第三章 改性鱼鳞基多孔炭材料在锂硫电池隔膜中的应用研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 正极极片的制备
        3.2.4 隔膜涂层的制备
        3.2.5 电池的组装
        3.2.6 表征方法
    3.3 改性鱼鳞基多孔炭修饰的隔膜的表征
        3.3.1 改性隔膜的形貌分析
        3.3.2 改性隔膜的浸润性分析
        3.3.3 改性隔膜的稳定性分析
    3.4 改性隔膜的电化学性能研究
        3.4.1 循环伏安性能
        3.4.2 循环性能
        3.4.3 倍率性能
        3.4.4 电化学阻抗
    3.5 本章小结
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]Li-S电池硫正极性能衰减机理分析及研究现状概述[J]. 刁岩,谢凯,洪晓斌,熊仕昭.  化学学报. 2013(04)
[2]金属锂枝晶生长机制及抑制方法[J]. 程新兵,张强.  化学进展. 2018(01)



本文编号：3706634