納微結(jié)構(gòu)鋰硫電池硫碳正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰硫二次電池作為新一代儲能體系，具有綠色環(huán)保，材料來源廣泛，儲能容量高等優(yōu)點，被社會各界廣泛關(guān)注。但其離實際的商品生產(chǎn)和生活使用還存在一定的應(yīng)用距離。首先，單質(zhì)硫為導(dǎo)電絕緣體，不能單獨作為正極材料使用，其次，充放電過程中的中間產(chǎn)物多硫化物易溶于有機電解液，發(fā)生穿梭效應(yīng)，導(dǎo)致正極活性物質(zhì)的消耗，電池電阻的增大，負極鋰片腐蝕致使電池容量減少，循環(huán)性能下降等破壞性的影響。
　　本文利用吸附性能良好的活性炭和導(dǎo)電性能優(yōu)秀的碳納米管這兩種碳

2、基材料，設(shè)計構(gòu)造“球”、“網(wǎng)”結(jié)合的高比表面積新型碳基材料，采用高壓釜密封聚四氟乙烯罐和管式爐煅燒兩種方式進行混合熱處理，對硫單質(zhì)分別進行了單碳材料負載和混合碳材料負載，并通過掃描電鏡、熱重分析、紅外分析、XRD等表征手段對碳/硫復(fù)合正極材料進行形貌、載硫量、表面官能團以及硫顆粒分散狀況的表征，并在0.1C下進行充放電測試。
　　分別制備了碳納米管/硫復(fù)合材料(CNTs/S)、活性炭/硫復(fù)合材料(AC/S)和碳納米管-活性炭/硫復(fù)

3、合材料(CNTs-AC/S)三組電池正極材料。在相同碳硫比的制備條件下，通過親水碳納米管/硫、疏水碳納米管/硫復(fù)合材料的TG曲線的對比，得出結(jié)論:親水碳納米管載硫量較高，但疏水碳納米管/硫的放電容量較高，其中載硫量為59.7％的CNTs-B/S-5首次放電比容量最優(yōu)，為183.6mAh·g-1，循環(huán)測試過程中，碳納米管/硫材料在初始幾次的循環(huán)中進行的是活化過程，放電容量上下波動大;對不同載硫量的活性炭/硫復(fù)合材料進行充放電循環(huán)測試，0.

4、1C循環(huán)20次后容量損失了10％左右，優(yōu)于碳納米管/硫復(fù)合材料，但放電容量卻相對較低;將活性炭和碳納米管按不同比例混合，在相同的碳硫質(zhì)量比(1∶5)制備條件下得到載硫量不同的碳納米管-活性炭/硫復(fù)合材料，隨著碳納米管所占比例的增大，材料的載硫量隨之提高，但碳納米管所占比例最少的CNTs-AC/S-20％的循環(huán)性能最好，其載硫量為60.8％，首次放電比容量為133.6mAh·g-1，0.1C循環(huán)20次后，容量損失14％，循環(huán)穩(wěn)定后（6次）