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1、鋰硫電池論文：正極碳/硫復(fù)合材料介孔碳【提示】本文僅提供摘要、關(guān)鍵詞、篇名、目錄等題錄內(nèi)容。為中國(guó)學(xué)術(shù)資源庫(kù)知識(shí)代理，不涉版權(quán)。作者如有疑義，請(qǐng)聯(lián)系版權(quán)單位或?qū)W校。【摘要】鋰硫電池以其高能量密度、低成本的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是下一代最具潛力的高比能電池體系。然而單質(zhì)硫卻存在導(dǎo)電性差、充放電過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、還原產(chǎn)物易溶解的缺點(diǎn)，這嚴(yán)重降低了正極材料中硫利用率和容量保持率。本論文通過(guò)將硫與碳復(fù)合來(lái)克服硫?qū)щ娦圆?、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，同時(shí)也可限制還原產(chǎn)物的溶解和擴(kuò)散。采用納米ZnO顆粒作為模板制備了孔徑約為20nm的介孔碳，該碳與硫的
2、復(fù)合材料的首次放電比容量為902.3mAh/g（相對(duì)于復(fù)合材料），循環(huán)50次之后容量保持率65%，均高于相應(yīng)的單質(zhì)硫電極。為了進(jìn)一步提高正極材料的循環(huán)穩(wěn)定性，對(duì)介孔碳/硫復(fù)合材料在循環(huán)過(guò)程中的作用原因進(jìn)行了初步探索，結(jié)果表明硫的填充量過(guò)滿，使介孔碳在提高循環(huán)性能方面的作用難以充分發(fā)揮。采用二次熱處理及加入不同造孔劑等方法來(lái)改善介孔碳的性能。通過(guò)對(duì)介孔碳材料進(jìn)行二次熱處理有效地提高了介孔碳的石墨化程度和導(dǎo)電性,從而提高了碳/硫復(fù)合材料中硫的利用率，經(jīng)1000℃二次熱處理的介孔碳與硫的復(fù)合材料首次放電過(guò)程中硫的利用率為84%。通
3、過(guò)加入造孔劑KHCO3，制備出一種分級(jí)多孔碳，該碳與硫的復(fù)合材料的首次放電比容量可達(dá)1066.6mAh/g（相對(duì)于復(fù)合材料），循環(huán)60次之后容量保持率為73%。碳/硫復(fù)合材料制備方面，對(duì)比了升華法、常規(guī)化學(xué)法兩種復(fù)合方式，并對(duì)兩種復(fù)合方式制備的材料分別在155℃下熱處理。結(jié)果表明常規(guī)化學(xué)法制備的碳/硫復(fù)合材料中有較多的游離硫存在，硫的利用率及循環(huán)穩(wěn)定性都較差；155℃熱處理后兩種復(fù)合材料的硫的利用率及容量保持率都有明顯提高。又采用介孔碳孔內(nèi)原位生成硫的方法制備出一種新的碳/硫復(fù)合材料，該材料硫的利用率及容量保持率都很突出，硫
4、的首次利用率可達(dá)84%，循環(huán)50次之后容量保持率仍可達(dá)81%?！娟P(guān)鍵詞】鋰硫電池；正極；碳/硫復(fù)合材料；介孔碳；【篇名】無(wú)序介孔碳/硫復(fù)合材料的制備及性能研究【目錄】無(wú)序介孔碳/硫復(fù)合材料的制備及性能研究摘要5-6Abstract6-7第1章緒論11-251.1引言111.2鋰硫電池概述11-131.2.1鋰硫電池的研究現(xiàn)狀11-121.2.2鋰硫電池的反應(yīng)機(jī)理12-131.3鋰硫電池正極材料的研究現(xiàn)狀13-231.3.1單質(zhì)硫13-161.3.2有機(jī)硫化物161.3.3硫/聚合物復(fù)合材料16-181.3.4硫/碳復(fù)合材料1
5、8-231.4本論文的主要研究?jī)?nèi)容23-25第2章實(shí)驗(yàn)部分25-312.1實(shí)驗(yàn)藥品和儀器設(shè)備25-262.1.1實(shí)驗(yàn)藥品252.1.2儀器設(shè)備25-262.2材料的制備26-272.2.1介孔碳材料的制備26-272.2.2碳/硫復(fù)合材料的制備272.3電池的裝配27-282.3.1正極極片的制備27-282.3.2扣式電池的裝配282.4物理性能測(cè)試及表征28-302.4.1拉曼分析28-292.4.2X射線粉末衍射分析292.4.3低溫N2吸附分析292.4.4掃描電子顯微鏡292.4.5透射電子顯微鏡29-302.4.
6、6熱重分析302.4.7元素分析302.5電性能測(cè)試30-31第3章介孔碳材料的制備及復(fù)合材料性能研究31-413.1引言313.2實(shí)驗(yàn)31-323.2.1介孔碳材料的制備31-323.2.2碳/硫復(fù)合材料的制備323.2.3材料性能表征323.2.4正極極片制備與測(cè)試323.3結(jié)果與討論32-393.3.1介孔碳材料的表征32-333.3.2碳/硫復(fù)合材料的表征33-343.3.3碳/硫復(fù)合材料電性能測(cè)試34-363.3.4介孔碳/硫復(fù)合材料容量衰減原因初步探索36-393.4本章小結(jié)39-41第4章改性介孔碳及其復(fù)合材料
7、的制備及性能測(cè)試41-574.1引言414.2實(shí)驗(yàn)41-434.2.1改性介孔碳材料的制備41-424.2.2碳/硫復(fù)合材料的制備424.2.3材料性能表征424.2.4正極極片制備與測(cè)試42-434.3結(jié)果與討論43-554.3.1介孔碳孔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及其對(duì)復(fù)合材料電性能的影響43-494.3.2介孔碳導(dǎo)電性的改進(jìn)及其對(duì)復(fù)合材料電性能的影響49-554.4本章小結(jié)55-57第5章碳/硫復(fù)合材料的制備方法及表征57-675.1引言575.2實(shí)驗(yàn)57-595.2.1碳/硫復(fù)合材料的制備57-585.2.2材料性能表征585.2.
8、3正極極片制備與測(cè)試58-595.3結(jié)果與討論59-655.3.1升華法和常規(guī)化學(xué)法制備的碳/硫復(fù)合材料性能表征59-615.3.2原位化學(xué)法制備的碳/硫復(fù)合材料性能表征61-635.3.3不同方法制備的碳/硫復(fù)合材料電性能測(cè)試63-655.4本章小結(jié)65-67結(jié)論67-69參考文獻(xiàn)69-
