基于碳納米材料的高性能鋰硒電池的構(gòu)建及性能研究.pdf

1、硒，作為硫的同族元素，是一種極具發(fā)展前景高能量型鋰硒電池正極材料。它具有和硫相當(dāng)?shù)母唧w積比容量（3253 mAh cm-3），導(dǎo)電性也遠(yuǎn)高于硫。但是硒作為鋰離子電池正極材料時(shí)也存在一些問(wèn)題：在充放電過(guò)程中生成的多硒化物產(chǎn)生穿梭效應(yīng)，造成活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能較差及充放電過(guò)程正極材料體積變化明顯等，這成為鋰硒電池實(shí)用化的最大阻礙。圍繞如何解決鋰硒電池穿梭效應(yīng)，提高鋰硒電池性能，本論文對(duì)鋰硒電池正極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隔膜材料改性等進(jìn)行系統(tǒng)

2、的研究，利用石墨烯三維宏觀體多孔材料對(duì)硒的限域效應(yīng)以及碳納米管的高導(dǎo)電性，改善了鋰硒電池的電化學(xué)性能，為鋰硒電池的研究提供了思路。本論文研究工作主要包括：
　　以氧化石墨烯和多壁碳納米管為原料，通過(guò)水熱還原并經(jīng)冷凍干燥后處理的方法得到石墨烯-碳納米管三維多孔碳材料（G-CNTs），并采用熔融浸漬法設(shè)計(jì)合成了硒/石墨烯-碳納米管三元復(fù)合材料（Se/G-CNTs），探討了 Se/G-CNTs作為鋰離子電池正極材料時(shí)的循環(huán)特性和倍率特性

3、，并探究了G-CNTs中碳納米管含量對(duì)于鋰硒電池性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)碳納米管與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:5.7時(shí)，復(fù)合電極材料電化學(xué)性能最佳：首圈容量為575 mAh g-1，0.5 A g-1下循環(huán)100圈后容量仍達(dá)410 mAh g-1，容量保持率為71％；倍率性能良好，在2 A g-1的大電流密度下，容量仍能保持479 mAh g-1，表明了Se/G-18CNTs是一種理想的鋰硒電池正極材料。
　　為了進(jìn)一步改善鋰硒電池的循