鋰硫電池硫正極的設(shè)計(jì)制備與隔膜改性研究.pdf

1、鋰硫電池具有理論高比容量(1675mAh g-1)和高比能量(2800Wh L-1)，且正極活性物質(zhì)硫價(jià)廉易得、環(huán)境友好，因此具有很大的發(fā)展前景。但是由于正極活性物質(zhì)導(dǎo)電性差、多硫化物溶解穿梭等問(wèn)題，導(dǎo)致活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)穩(wěn)定性差，使得鋰硫電池距離大規(guī)模商業(yè)化仍有很長(zhǎng)的距離。本論文從正極、隔膜兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)改性，通過(guò)正極對(duì)反應(yīng)活性物質(zhì)的高效利用與對(duì)溶解擴(kuò)散多硫離子的包覆綁縛，以及隔膜對(duì)穿梭的多硫離子的攔截與活化再利用來(lái)提高鋰硫電池

2、電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)將明膠用作分散劑，采用硫代硫酸鈉與鹽酸化學(xué)合成明膠包覆硫顆粒，并用于鋰硫電池正極的制備。循環(huán)伏安測(cè)試(CV)、交流阻抗測(cè)試(EIS)以及電鏡等表征證明明膠包覆硫正極的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)小顆粒反應(yīng)活性物質(zhì)與導(dǎo)電添加劑的充分接觸，并通過(guò)明膠的包覆使硫顆粒實(shí)現(xiàn)在限定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，從而提高電池的活性物質(zhì)利用率、電化學(xué)穩(wěn)定性及倍率性能。在0.2C電流密度下，電池初始放電比容量達(dá)到了1217.7

3、mAh g-1，100次充放電循環(huán)后，放電比容量仍能保持在1007.3mAhg-1，容量保持率達(dá)到了82.7％。
　　(2)制備得到不同氧化鎂(MgO)含量改性隔膜，并用于鋰硫電池中。結(jié)果表明，20％氧化鎂涂層改性隔膜展現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能，0.2C電流密度下，初始放電比容量達(dá)到1238.1mAh g-1，100次充放電循環(huán)后容量保持率仍有70.67％，結(jié)合CV、EIS、紫外分析以及電鏡表征等說(shuō)明改性隔膜涂層中氧化鎂的適量添加可