基于Co 3 O 4 复合正极材料的锂硫电池性能研究

发布时间：2024-03-23 15:44

　　锂硫电池因其硫正极具有高比容量(1675 m Ah g-1)和高能量密度(2600 Wh kg-1)而受到越来越多的关注。此外,硫单质储量丰富,并且对环境危害很小,因此被认为是最有发展前途的可持续能源。但是,锂硫电池的商业化却受到许多的阻碍,比如多硫化物溶解造成的穿梭效应、体积膨胀以及导电性差等问题,本文从锂硫电池硫正极材料的化学组成和微观结构出发,设计了硫@四氧化三钴中空球(S@Co₃O₄)、硫@碳纳米管/四氧化三钴中空球(S@CNT/Co₃O₄)以及硫@丝胶衍生的碳/四氧化三钴中空球(S@C/Co₃O₄)这三者的复合材料,采用多种材料表征方法对材料的形貌结构及电池电化学性能进行系统地研究,具体的研究内容和结果主要包括如下部分:(1)通过无模板热溶剂法制备了直径约为1.95μm的四氧化三钴中空球。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等技术对制备的四氧化三钴进行了表征。同时研究了不同实验因素对四氧化三钴形貌的影响,确定了制备...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂硫电池概述
        1.2.1 锂硫电池的工作原理
        1.2.2 锂硫电池存在的问题
    1.3 锂硫电池的研究现状
        1.3.1 锂硫电池正极材料的研究进展
        1.3.2 锂硫电池负极材料的研究进展
        1.3.3 锂硫电池隔膜的研究进展
        1.3.4 锂硫电池电解液的研究进展
    1.4 选题依据及研究内容
2 试验方法和仪器
    2.1 实验药品及仪器设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 场发射扫描电子显微镜
        2.2.2 透射电子显微镜
        2.2.3 X射线衍射分析
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
        2.2.5 拉曼光谱分析
        2.2.6 比表面积分析
        2.2.7 热重分析
        2.2.8 多硫化物吸附测试
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 正极片的制备
        2.3.2 电池组装
        2.3.3 电化学性能测试
3 S@Co₃O₄复合材料的制备及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 四氧化三钴中空球(Co₃O₄)的制备
        3.2.2 S@Co₃O₄复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Co₃O₄中空球的制备
        3.3.2 S@Co₃O₄复合材料表征分析
        3.3.3 电化学性能分析
    3.4 本章小结
4 S@CNT/Co₃O₄ 复合材料的制备及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 CNT/Co₃O₄ 复合材料的制备
        4.2.2 S@CNT/Co₃O₄ 复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 S@CNT/Co₃O₄ 复合材料表征分析
        4.3.2 电化学性能分析
    4.4 本章小结
5 S@C/Co₃O₄复合材料的制备及其电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验过程
        5.2.1 C/Co₃O₄复合材料的制备
        5.2.2 S@C/Co₃O₄复合材料的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 S@C/Co₃O₄材料表征
        5.3.2 电化学性能分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目



本文编号：3936134