Li-S電池硫基正極材料的制備、表征和性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，鋰硫二次電池具有能量密度高、資源豐富、成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點，從而引起了人們廣泛的關注。但單質硫的導電性較差，其放電產物易溶于有機電解液，導致鋰硫二次電池存在活性物質利用率較低及循環(huán)穩(wěn)定性較差等問題，從而制約了鋰硫電池的進一步發(fā)展和應用。本文設計并合成了幾種新型的鋰硫電池用硫基正極材料，并采用X射線粉末衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等測試手段對復合材料進行了結構和形貌表

2、征，利用恒電流充放電、循環(huán)伏安和交流阻抗等技術測試了目標材料的電化學性能，研究了材料組成、合成條件等對材料電化學性能的影響，主要內容包括:
　　利用還原石墨烯(rGO)對凹凸棒進行表面包覆改性，并將其與硫復合合成了ATP@rGO/S復合材料。研究發(fā)現(xiàn)ATP@rGO/S復合材料中單質硫分布均勻，當石墨烯含量為2％時復合材料具有最佳電化學性能，在0.2C倍率下首次放電比容量為873.6 mAh/g，100次循環(huán)后放電比容量仍保持388

3、.9 mAh/g，而單質硫在0.2C倍率下首次放電比容量僅為380.9 mAh/g，100次循環(huán)后放電比容量僅有133.5mAh/g。
　　分別利用氧化石墨烯(GO)和還原石墨烯對蠶絲纖維表面進行包覆，經高溫碳化和KOH活化制備了活性碳@石墨烯(AC@GNs)復合纖維材料。采用固相法合成了AC@GNs/S復合材料，并用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對材料進行進一步修飾和優(yōu)化性能。考察了不同硫含量、石墨烯及PVP包覆量對材料儲能性能的影響