五氧化二釩與硫鋰離子電池正極材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰離子電池的正極材料對其性能起著決定性作用。因此，正極材料的研究對鋰離子電池的發(fā)展具有重要意義。眾所周知，鋰離子電池的應(yīng)用已滲透到我們生活的方方面面，小到各種智能電子產(chǎn)品，大到電動車。但是，能量密度低及循環(huán)壽命短等問題依然是制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素。本文包括兩個工作，分別對五氧化二釩和硫單質(zhì)兩種正極材料進(jìn)行了電化學(xué)研究。針對活性材料的不導(dǎo)電性，我們一方面將材料的尺寸減小到納米級，另一方面尋找合適導(dǎo)電添加劑進(jìn)行有效地改善整個電極的導(dǎo)電

2、性。
　　V2O5材料因其具有潛在的應(yīng)用前景和較高的質(zhì)量比容量（294mAhg-1）而得到廣泛關(guān)注。然而，其自身固有的導(dǎo)電性差及低的電化學(xué)動力學(xué)導(dǎo)致了嚴(yán)重的比容量衰退。為了很好的解決以上問題，我們通過制備的V2O5納米球與多壁碳納米管（MWCNTs）組裝成層狀結(jié)構(gòu)，來制備獨特的薄膜正極。其中，交替的層結(jié)構(gòu)因V2O5納米球?qū)訋в姓姾蚆WCNTs層帶有負(fù)電而發(fā)生靜電吸附作用。由此一來，V2O5納米顆粒緊緊的嵌入在鄰近上下兩多壁碳納米

3、管層之間。有效地減少了空隙的產(chǎn)生，增強(qiáng)了整個電極的導(dǎo)電性。在電流密度為1.0C時，100次循環(huán)后，比容量仍可維持在200mAhg-1。實驗結(jié)果表明，該電極表現(xiàn)出了較高的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。
　　鋰硫電池因其較大的能量密度而被認(rèn)作為下一代鋰離子電池。碳基材料因其較大的比表面積和穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)而被認(rèn)作理想的鋰硫電池的復(fù)合材料。其中規(guī)則多孔結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了更多的優(yōu)勢。本工作中，我們采用氮摻雜的多孔碳作為硫單質(zhì)的宿主。在充放電過程中，多孔結(jié)