新型鋰電池正極含硫復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文首次采用化學(xué)方法研制了含硫復(fù)合材料并以其作為二次鋰電池用的正極材料；采用倒相法制備了二次鋰電池用的聚偏氟乙烯-六氟丙烯復(fù)合聚合物(PVDF-HFP/SiO2)隔膜；并研究了它們對(duì)二次鋰電池電化學(xué)性能的影響。研究的主要內(nèi)容如下： 1.討論了不同條件對(duì)含硫丙烯腈聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響，如考察了單體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時(shí)間、分散劑用量、攪拌速率、混合溶劑配比等對(duì)聚合反應(yīng)的影響。 2.通過(guò)元素分析、紅外光譜、XPS能譜、XRD分

2、析、DSC/TG分析、掃描電鏡等多種現(xiàn)代分析手段表征了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和成分，并研究了單質(zhì)硫催化聚合物脫氫硫化反應(yīng)的機(jī)理。 3.將制備的含硫復(fù)合材料制成正極，以金屬鋰為負(fù)極組裝成二次鋰電池，研究了復(fù)合材料在不同放電機(jī)制下的比容量、循環(huán)性能等電化學(xué)性能，并初步探討了電池的循環(huán)伏安曲線以及電池容量損失的原因。 4.采用倒相法制備了二次鋰電池用的聚偏氟乙烯-六氟丙烯復(fù)合聚合物(PVDF-HFP/SiO2)隔膜，測(cè)定了它的吸液率、

3、電導(dǎo)率、機(jī)械強(qiáng)度等性能，并通過(guò)掃描電鏡對(duì)其形貌進(jìn)行了分析。 結(jié)果表明含硫復(fù)合材料中既含有C-S鍵又有高分散的單質(zhì)硫存在。其熱穩(wěn)定性良好。以此作為二次鋰電池的正極材料，具有較高的首次放電比容量。含硫41wt％的復(fù)合材料首次放電比容量700mAh/g，硫的利用率達(dá)到95％以上，40個(gè)循環(huán)之后其比容量還有320mAh/g，含硫54wt％的復(fù)合材料首次放電比容量為890mAh/g，硫的利用率達(dá)到98.6％，40個(gè)循環(huán)之后其比容量還有30