添加劑對鋰硫電池電化學(xué)性能影響的研究.pdf

1、鋰硫二次電池由于具有1675 mAh g1較高的理論比容量，并且采用的單質(zhì)硫原料具有廉價易得，對環(huán)境友好等優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為近年來在高儲能電池體系方面的研究熱點之一。隨著研究的深入，鋰硫電池存在的問題也逐漸暴露出來：一方面是單質(zhì)硫以及放電終產(chǎn)物L(fēng)i2S2/Li2S的電子離子絕緣性使電池的電阻比較大；另外一方面，也是鋰硫電池存在的比較重要的一個問題是，鋰硫電池在充放電過程當(dāng)中的產(chǎn)物（多硫化物）有一部分是容易溶解在電解液中的，這樣就容易造成

2、多硫化物的“穿梭效應(yīng)”，使得正極的活性物質(zhì)不斷地流失，使得鋰硫電池的循環(huán)性能也會隨之下降。
　　為了改善鋰硫電池的電化學(xué)性能，本論文將介孔分子篩SBA-15添加在鋰硫電池的硫電極中，希望通過SBA-15的吸附作用在一定程度上來抑制多硫化物的“穿梭效應(yīng)”。通過一系列物理測試表明 SBA-15對多硫化物具有吸附作用，電化學(xué)測試表明，添加1％ SBA-15的SCS-1電池展現(xiàn)出良好的循環(huán)、倍率等電化學(xué)性能。SCS-1電池第300圈循環(huán)時

3、的放電比容量比未添加SBA-15的SC電池的放電比容量提高了200 mAh g1左右，添加1.5%SBA-15的SCS-1.5電池的電化學(xué)性能相比較SCS-1電池來說提高的不是很明顯，這是由于SBA-15的導(dǎo)電性差，添加過多的SBA-15會增加電池電阻而影響電池性能。因此，在硫電極中添加1%SBA-15有利于減少多硫化物的“穿梭效應(yīng)”，有利于鋰硫電池電化學(xué)性能的提高。
　　金屬鉑以及它的合金由于良好的催化性能，尤其是對析氧反應(yīng)的催

4、化作用而被廣泛的應(yīng)用在燃料電池中，由于硫元素和氧元素在元素周期表中屬于同一主族因而在化學(xué)性質(zhì)方面它們有很多相似之處，因此，本論文將一定量的鉑碳材料加入到硫電極中來研究鉑對硫電極的電催化作用。經(jīng)過物理及電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，Pt對硫電極具有電催化作用，該作用表現(xiàn)在電池充電以及放電過程中 Pt對硫以及Li2S2/Li2S的吸附作用，該吸附作用對硫轉(zhuǎn)化成Li2S2/Li2S以及反過程均具有促進(jìn)作用。此外，Pt的添加還可以在一定程度上增加極片的導(dǎo)電性