版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、鋰硫(Li-S)電池具有成本低廉、環(huán)境友好、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的下一代二次電池?,F(xiàn)有的硫正極及相應(yīng)的鋰硫電池存在電極材料導(dǎo)電性差、電化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)物多硫化物溶解于電解液而引起的活性物質(zhì)利用率低和循環(huán)壽命短等諸多問題。如何固硫,提高電極材料活性物質(zhì)利用率,如何提高電極材料的電導(dǎo)率,提高循環(huán)穩(wěn)定性,是鋰硫電池研究開發(fā)的重要課題。
硫元素(S)容易與過渡金屬(M)形成穩(wěn)定的金屬硫化物(MS)。利用這一特性,在硫正極材料中加
2、入過渡金屬或者直接利用金屬硫化物作為鋰電池正極材料是一種有效的固硫策略。在金屬硫化物中,硫化亞銅(Cu2S)材料導(dǎo)電性好,與硫化鋰(Li2S)晶體結(jié)構(gòu)極其相似,摩爾體積基本相等,并且其還原產(chǎn)物納米銅的導(dǎo)電性優(yōu)異。因此,硫化亞銅是一種非常具有潛力的鋰電池材料。
本論文研究了硫化亞銅作為鋰電池正極材料的電化學(xué)性能及其反應(yīng)機(jī)理,研究工作主要包括以下三個(gè)部分:
(1)使用商品化的硫化亞銅(Cu2S)作為電極材料,測(cè)試了Cu2
3、S半電池的電化學(xué)性能。該電極材料中含有Cu、CuS和Cu2S三種化合物,比容量為335mAh·g-1,200個(gè)充放電循環(huán)之后容量保持率為99.5%,具有優(yōu)異的循環(huán)性能。但是該材料在循環(huán)初期階段具有多種放電電壓平臺(tái),不斷循環(huán)過程中電壓平臺(tái)發(fā)生變化。為了探討其中的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,本論文利用XRD、XPS和TEM分析手段對(duì)硫化亞銅材料的充放電過程進(jìn)行表征。分析結(jié)果表明,當(dāng)電極材料中含有足夠量的Cu時(shí),如采用銅箔集流體或添加過量銅粉,不同形態(tài)的
4、S元素在充放電循環(huán)過程中全部逐漸轉(zhuǎn)化為Cu2S晶體。此后充放電過程中只有一個(gè)單一的電化學(xué)反應(yīng),即Cu2S+Li·Li2S+Cu,表現(xiàn)為充放電過程中1.7V和1.85V兩個(gè)特別平坦的電壓平臺(tái)。
(2)研究了不同粒徑的Cu粉與S粉按不同比例反應(yīng)生成Cu2S的過程。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)銅硫摩爾比為3∶1時(shí),納米銅粉和硫粉反應(yīng)生成純度較高的Cu2S,該材料具有優(yōu)異的循環(huán)性能和固硫效果,100個(gè)循環(huán)容量保持率為83.3%;當(dāng)銅硫摩爾比為2∶1和1
5、∶1時(shí),納米銅粉和硫粉反應(yīng)生成物中含有CuS,材料的循環(huán)性能和固硫效果較差,100個(gè)循環(huán)容量保持率分別為33.3%和14.5%。
(3)通過采用銅箔集流體并在電極材料中添加銅粉的方式研究了鋰硫電池在充放電過程中Cu和S原位形成的硫化亞銅正極材料的電化學(xué)性能。該復(fù)合材料在0.5C倍率下充放電測(cè)試,首圈放電時(shí)單位硫質(zhì)量的比容量高達(dá)1614.1mAh·g-1,硫的利用率高達(dá)91%;在2C倍率下充放電循環(huán),第1000個(gè)循環(huán)的容量保持率
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 鋰電池聚合物正極材料充放電性能研究.pdf
- 硫化物-Chevrel相化合物作為鎂二次電池正極材料的制備及研究.pdf
- 鋰電池正極材料的技術(shù)進(jìn)展
- 高能鋰離子電池正極材料-有機(jī)硫化合物的研究.pdf
- 鋰電池正極材料多硫化碳炔的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf
- 鋰電池正極材料釩酸銨的制備及其性能研究.pdf
- 過鋰三元復(fù)合材料作為鋰電池正極材料的研究.pdf
- 二次鋰電池正極材料制備及性能研究.pdf
- 過渡金屬摻雜的鋰電池正極材料研究.pdf
- pvdf性能及對(duì)鋰電池性能的影響
- 可充鋰電池鐵基氟化物正極材料研究.pdf
- 鋰電池正極材料燒成用匣缽材料的研制.pdf
- 苯胺類衍生物聚合物的制備及其鋰電池正極材料性能研究.pdf
- 新型鋰電池正極含硫復(fù)合材料的研究.pdf
- 鋰電池正極材料作業(yè)場(chǎng)所粉塵擴(kuò)散規(guī)律研究.pdf
- Li-V-O系統(tǒng)鋰電池正極材料的合成與性能研究.pdf
- 納米化鋰電池正極材料磷酸鐵鋰的研究.pdf
- 鋰電池正極材料中導(dǎo)電劑的化學(xué)改性及其性能的研究.pdf
- 水溶液可充鋰電池正極材料充放電過程及其機(jī)理的研究.pdf
- 鋰電池正極材料二硫化鐵的水熱合成及其電化學(xué)性能研究.pdf
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論