金属和共熔加速剂的设计及其在高性能锂/钠硫电池中的应用研究

发布时间：2024-03-10 20:20

　　硫正极在固相单质中具有最高的理论比容量(1675 mAh g^-1),同时具有资源丰富、价格便宜、环境友好等优势,因而受到了广泛关注。锂硫和钠硫电池的理论能量密度分别高达2600 Whkg^-1和1247Whkg^-1,被认为是最具应用前景的下一代电池体系之一。然而,硫的绝缘性和中间产物多硫化物的可溶性极大地阻碍了锂/钠硫电池的发展。硫的绝缘性导致硫电化学活性低和反应动力学慢,有效的解决手段是加快反应动力学;可溶性的多硫中间产物导致活性物质的溶解流失,导致库伦效率低和“穿梭效应”。因此,本论文主要指针对锂硫/钠硫电池中反应动力学慢和多硫化物溶解流失的问题,通过设计合适的加速剂和选择不同的硫复合正极材料来调控反应动力学和反应路径,从而加快反应速率,减少或者抑制多硫化物溶解流失,并探讨了加速机理、反应路径和电化学性能。本文主要的研究内容和结论如下:1.设计了一种易于制备的嵌钴碳纳米纤维(Co-CNF)集流体,用于构筑高载量、高性能的硫正极,并探讨了高硫负载时钴金属催化剂对硫氧化还原动力学的影响。研究表明,Co-CNF促进了电子和锂...

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【部分图文】：

图1.1各种各样正极材料的理论比容量(a)，体积能量密度(b)和比能量密度的比较(c)

图1.1各种各样正极材料的理论比容量(a)，体积能量密度(b)和比能量密度的比较(c)[1]。Figure1.1Potentialvs.specificcapacitiesofvariouselectrodematerials:(a)gravimetri....

图1.2(a)锂硫电池在醚类电解液中的电化学反应，(b)典型的双平台特征

电池在醚类电解液中的电化学反应，(b)典型的maticoftheelectrochemistryand(b)atypical2–plarofileoflithium–sulfurbatteriesinether–basedelec的反应机理探讨其合作....

图1.3SPAN可能的化学结构

SPAN可能的化学结构。(a)结构a，(b)结构b，(c)结构c，(d)结1.3ProposedchemicalstructuresforSPAN.(a)Structure–a;(b)Stru(c)Structure–c;(d)Structure....

图1.4SPAN的反应机理推测

10图1.4SPAN的反应机理推测。(a)Li/SPAN综合的反应过程，(b)Li/SPAN分两步的反应机理，(c)Li/SPAN存在自由基的反应机理[70-72]。Figure1.4SPANreactionmechanismspeculation.(a)....

本文编号：3925264