Ti 4 O 7 /S复合电极材料的制备及其电化学行为研究
发布时间：2024-03-03 19:38
伴随着物质文明的不断发展,人们对能量的需求量与日俱增。锂硫电池作为一种新型的能量储存系统,由于其高能量密度和低材料成本,适用于从固定电网存储到移动电动汽车的多种新兴应用之中,理论能量密度达到2600 Wh kg-1,受到研究者们的广泛关注。相比现有的锂离子电池,因为能量存储机制的本质不同,锂硫电池有很明显的优势,然而到目前为止,由于电池目前能实现的能量密度与它的理论值还有很大的一段距离,并存在容量衰减速度快,循环寿命不长等未解决的技术难题,导致锂硫电池并未批量化商业生产,仍处在一个研发实验阶段。大量研究者分析了锂硫电池的结构和工作原理,得出主要原因是电池内部活性物质的元素硫是一种绝缘体,其电子电导率很低,并且反应过程中的多硫化锂易溶于电解质中,产生了“穿梭效应”。本学位论文针对锂硫电池在内部反应过程中存在的一系列阻碍其性能进一步提升的难题,将从硫正极改性这个方面深入设计和开展实验,来探索锂硫电池性能改性的一些相关影响因素。基于商业化P25,固相法制备导电Ti4O7纳米颗粒,并探究其对硫正极结构和性能的影响;采用溶剂热辅助...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂硫电池简介
1.2.1 锂硫电池的工作原理
1.3 锂硫电池存在的问题
1.3.1 活性材料的绝缘性
1.3.2 穿梭效应
1.3.3 正极结构的破坏
1.3.4 自放电效应
1.4 锂硫电池的国内外研究进展
1.4.1 锂硫电池正极改性
1.4.2 锂硫电池隔膜改性
1.4.3 锂硫电池其他方面的改性
1.5 本文的选题依据和主要内容
第二章 实验试剂、仪器与方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 材料物理测试及表征
2.3.1 X射线粉末衍射
2.3.2 比表面积测试
2.3.3 扫描电子显微镜测试
2.3.4 透射电子显微镜测试
2.3.5 热重分析
2.4 电化学性能表征
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 电化学阻抗测试
2.4.3 电池充放电测试
第三章 基于商业化P25制TI4O7纳米颗粒及其电化学行为研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 纯相Ti4O7颗粒的制备
3.2.2 TiO2颗粒/S及Ti4O7颗粒/S的复合材料制备
3.2.3 极片制备及电池的组装和测试
3.3 材料的表征
3.3.1 XRD物相分析
3.3.2 SEM形貌分析
3.3.3 TEM形貌分析
3.4 电化学性能分析
3.4.1 循环和倍率性能
3.4.2 首次放电曲线
3.4.3 电化学阻抗谱
3.5 本章小结
第四章 基于溶剂热辅助法制备不同形貌TI4O7及其电化学行为研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 纯相Ti4O7颗粒和Ti4O7棒的制备
4.2.2 Ti4O7颗粒/S及Ti4O7棒/S复合正极材料及正极极片的制备
4.2.3 电池的组装和测试
4.3 材料的表征
4.3.1 XRD物相分析
4.3.2 热重分析
4.3.3 SEM、TEM形貌分析
4.3.4 晶格参数值和BET分析结果
4.4 电化学性能分析
4.4.1 循环伏安曲线和首次放电曲线
4.4.2 循环和倍率性能
4.4.3 电化学阻抗谱
4.5 本章小结
第五章 TI4O7纳米棒/多层石墨烯复合材料制备及其电化学行为研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 氢气还原制备Ti4O7棒与多层石墨烯的复合物
5.2.2 Ti4O7棒复合多层石墨烯/S复合正极的制备
5.2.3 电池的组装和测试
5.3 材料的表征
5.3.1 SEM和TEM形貌分析
5.4 电化学性能分析
5.4.1 循环和倍率性能
5.4.2 首次放电曲线
5.4.3 电化学阻抗谱
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
发表学术论文情况
本文编号：3918286
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂硫电池简介
1.2.1 锂硫电池的工作原理
1.3 锂硫电池存在的问题
1.3.1 活性材料的绝缘性
1.3.2 穿梭效应
1.3.3 正极结构的破坏
1.3.4 自放电效应
1.4 锂硫电池的国内外研究进展
1.4.1 锂硫电池正极改性
1.4.2 锂硫电池隔膜改性
1.4.3 锂硫电池其他方面的改性
1.5 本文的选题依据和主要内容
第二章 实验试剂、仪器与方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 材料物理测试及表征
2.3.1 X射线粉末衍射
2.3.2 比表面积测试
2.3.3 扫描电子显微镜测试
2.3.4 透射电子显微镜测试
2.3.5 热重分析
2.4 电化学性能表征
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 电化学阻抗测试
2.4.3 电池充放电测试
第三章 基于商业化P25制TI4O7纳米颗粒及其电化学行为研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 纯相Ti4O7颗粒的制备
3.2.2 TiO2颗粒/S及Ti4O7颗粒/S的复合材料制备
3.2.3 极片制备及电池的组装和测试
3.3 材料的表征
3.3.1 XRD物相分析
3.3.2 SEM形貌分析
3.3.3 TEM形貌分析
3.4 电化学性能分析
3.4.1 循环和倍率性能
3.4.2 首次放电曲线
3.4.3 电化学阻抗谱
3.5 本章小结
第四章 基于溶剂热辅助法制备不同形貌TI4O7及其电化学行为研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 纯相Ti4O7颗粒和Ti4O7棒的制备
4.2.2 Ti4O7颗粒/S及Ti4O7棒/S复合正极材料及正极极片的制备
4.2.3 电池的组装和测试
4.3 材料的表征
4.3.1 XRD物相分析
4.3.2 热重分析
4.3.3 SEM、TEM形貌分析
4.3.4 晶格参数值和BET分析结果
4.4 电化学性能分析
4.4.1 循环伏安曲线和首次放电曲线
4.4.2 循环和倍率性能
4.4.3 电化学阻抗谱
4.5 本章小结
第五章 TI4O7纳米棒/多层石墨烯复合材料制备及其电化学行为研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 氢气还原制备Ti4O7棒与多层石墨烯的复合物
5.2.2 Ti4O7棒复合多层石墨烯/S复合正极的制备
5.2.3 电池的组装和测试
5.3 材料的表征
5.3.1 SEM和TEM形貌分析
5.4 电化学性能分析
5.4.1 循环和倍率性能
5.4.2 首次放电曲线
5.4.3 电化学阻抗谱
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
发表学术论文情况
本文编号：3918286
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