一、锂电池正极材料有机多硫化物的展望（论文文献综述）
伊竟广[1]（2021）在《硫化物基固体电解质及界面研究》文中研究表明混合动力汽车和消费电子产品的快速发展对锂离子电池提出了更高的要求,基于固体电解质的全固态锂电池具有能量密度高、循环寿命长和安全性好等优势,从而成为研究者关注的焦点。目前,全固态锂电池发展的关键在于制备成本低廉、离子电导率高的固体电解质材料,同时解决电极/电解质界面稳定性差以及锂枝晶生长等问题。硫化物固体电解质离子电导率高,机械性能优良,界面接触良好,被视为理想的固体电解质材料,基于此,本论文选用高离子电导的Li10SnP2S12和Li6PS5Cl硫化物固体电解质作为研究对象,以解决Li10SnP2S12硫化物电解质繁琐的制备工艺,Li6PS5Cl电解质与电极材料之间界面的不稳定性,高性能硫化物基复合电解质的制备技术为目标开展了一系列研究。论文取得的主要研究成果如下所述:采用高能球磨加简单热处理方法合成了高性能的Li1GSnP2S12硫化物固体电解质,研究了热处理温度对电解质离子电导率及活化能的影响,获得的Li10SnP2S12固体电解质室温离子电导率高达3.2×10-3 S cm-1。另外,采用高能球磨法制备了 S-C-Li1OSnP2S12复合正极,进一步研究了复合正极中硫含量对全固态锂硫电池电化学性能的影响规律,以Li10SnP2S12电解质组装的全固态锂硫电池展现出高的初始容量和良好的循环性能,通过电池循环前后界面阻抗对比以及SEM微观形貌分析,阐明了电池容量衰减的原因。采用溶胶凝胶法在NCM532正极材料表面包覆了一层纳米级的LLTO电解质缓冲层,LLTO包覆层厚度为20nm,室温离子电导率为6.12X 10-5 S cm-1。以LLTO@NCM532正极及Li6PS5Cl为电解质组装的全固态锂电池在0.1C倍率条件下,初始放电容量高达135 mAh g-1,200圈循环后容量保持率为80%。LLTO界面修饰层提高了正极/电解质界面处的Li+迁移速率;抑制了空间电荷层的形成;阻止了 Li6PS5Cl电解质与NCM532正极直接接触引起的氧化分解。通过XPS等对复合正极循环前后做了对比分析,进一步阐明了 LLTO包覆层在电池循环过程中的界面保护机制。采用极少量的溶剂化离子液体LiG3修饰Li6PS5Cl/锂金属负极界面,通过在锂负极表面原位生成富含LiF的SEI膜抑制锂枝晶的生长,组装的全固态LiNbO3@NCM622/LPSCl/Li（LiG3）电池在0.1C倍率下展现出良好的循环稳定性,表明离子液体LiG3修饰锂负极/电解质界面简单有效,切实可行,进而在全固态锂电池中展现出巨大优势。采用浆料法制备了一种高离子电导,100μm厚的新型硫化物基复合固体电解质,研究了 PEO-LiTFSI聚合物含量对复合电解质离子电导率及电化学窗口的影响,获得的LPSCl-PEO3-LiTFSI电解质室温离子电导率为1.1×10-3 S cm-1,电化学窗口高达4.9 V（vs Li+/Li）。此外,通过电化学沉积的方法在锂负极表面制备了含有高离子电导Li3N和高界面结合能LiF的SEI膜,以抑制锂枝晶的生长。受益于高离子电导复合固体电解质和非原位SEI膜的协同作用,组装的S-CNTs/LPSCl-PEO3-LiTFSI/Li（SEI）全固态锂硫电池及Al2O3@NCM532/LPSCl-PEO3-LiTFSI/Li（SEI）全固态锂金属电池均展现出高的放电容量和优异的循环性能,表明高离子电导的复合电解质和非原位SEI的协同作用显着提高了全固态锂电池的循环稳定性。
范业鹏[2]（2021）在《Ti3C2Tx MXene及其衍生物抑制锂硫电池穿梭效应的研究》文中认为面对化石燃料的枯竭及其使用时带来的环境污染问题,人们对可再生清洁能源的发展越来越重视。当前,开发经济、环保、高能量密度和长使用寿命的储能系统是推动清洁能源发展的重要环节。锂硫电池有着高理论能量密度(2500Wh kg-1)、低成本和环境友好的特点,因此它是十分有前景的储能装置。然而,由于受到硫的绝缘性、放电过程电极体积膨胀和多硫化物（LiPSs）的穿梭效应等问题的影响,锂硫电池的倍率性能和循环性能都难以令人满意。为了提高锂硫电池的电化学性能,本文分别对Ti3C2Tx（T表示-F、-O和-OH基团）在电池正极和TiN@C在隔膜涂层进行了研究,主要内容如下:（1）将2D片状的Ti3C2Tx与碳黑/硫（CB/S）复合材料混合制备了Ti3C2Tx-CB/S正极材料,再将该材料涂覆到商业隔膜（PP）上,制作了正极与隔膜一体化的Ti3C2Tx-CB/S-PP电极。通过将Ti3C2Tx纳米片引入CB/S颗粒内部,构建了多个LiPSs阻隔和吸附区域,使得Ti3C2Tx不但能从空间上抑制溶解在电解液中的LiPSs的扩散,也能通过化学相互作用对LiPSs进行锚定。另外,Ti3C2Tx优秀的电子传输能力有利于加速正极的反应动力学,而一体式电极的设计有利于提高电池的能量密度。基于Ti3C2Tx-CB/S-PP的锂硫电池在0.1C的初始放电容量为1028.8mAhg-1,而在0.5C循环400圈后还能保持465.1mAhg-1的放电容量,其中每圈的容量衰减率为0.072%。（2）通过在氨气中烧结Ti3C2Tx得到了TiN@C纳米片,之后将其与石墨烯（G）混合并利用真空抽滤法制备了TiN@C/G涂覆的隔膜。TiN@C可以对可溶的LiPSs产生强力的化学吸附并催化它们转化成不溶的Li2S2/Li2S固体。而TiN@C片状结构中的间隙能允许Li+的快速转移。涂层中的石墨烯能对穿梭的LiPSs进行物理拦截且其高导电性有助于充电过程中Li2S的激活。因此,TiN@C/G隔膜涂层在抑制穿梭效应的同时,也充当了额外的集流体,提高了活性物质的利用率。基于TiN@C/G涂覆的隔膜和CB/S正极的锂硫电池展示了优秀的电化学性能,其在0.1C时的初始放电容量高达1490.2mAhg-1,在1C长循环前的放电容量为882.9 m Ah g-1并在循环600圈后还剩余635.8mAhg-1,每圈的衰减率仅为0.047%。
杨映晖[3]（2021）在《锂电池电极材料的微观结构调控和电化学性能优化》文中指出当今社会对锂电池的能量密度提出了越来越高的要求。当前商用的石墨负极和钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等正极的理论比容量偏低,性能提升空间有限。为了进一步提高锂电池的能量密度,需研发具有更高比容量的电极材料,如硅基负极、锂金属负极和金属硫化物正极等。电极材料的微观结构可对其电化学性能产生极大的影响,因此,本文针对不同的电极材料,选取不同的方法对其进行微观结构调控和电化学性能优化。硅具有极高的理论比容量和较低的脱嵌锂电位,是公认的石墨负极替代材料。但是硅的电导率较低,且在脱嵌锂的过程中会发生巨大的体积变化,因此硅基负极的倍率性能和循环性能较差。为了优化硅基负极的电化学性能,本文采用化学脱合金法制备了微观结构可控的纳米多孔硅锗复合负极。将硅与锗复合能够显着提高硅基负极的电极反应速度。通过调节前驱体的成分,能够调控硅锗复合负极的微观结构。得到的Si12Ge8负极具有韧带和孔隙双连续的珊瑚状纳米多孔结构,其韧带尺寸均匀,直径约为50 nm,孔隙呈微一介孔连续的多级孔结构。该结构可以缩短锂离子的扩散距离,增加电极与电解液的接触面积和电荷转移位点,并且能够缓冲Si12Ge8负极在循环过程中的体积变化,提高其结构稳定性。综合以上优势,Si12Ge8负极表现出优秀的倍率性能和循环性能,在1000 mA g-1的电流密度下循环150圈后仍有1158mAhg-1的放电比容量。锂具有比硅更高的理论比容量,兼具最低的标准电极电位和金属中最小的密度,有望进一步提高锂电池的能量密度。但是锂自发的不均匀沉积会导致许多问题,例如“死锂”和锂枝晶的产生以及电池库伦效率的降低,锂枝晶还可能导致电池短路并引发火灾、爆炸等安全事故。为了调控锂的沉积行为和沉积形貌,本文制备了界面活性呈各向异性分布的三维集流体,诱导锂优先横向沉积和无枝晶沉积。在集流体的水平方向上修饰了电子和锂离子传导较慢的致密的ZnO层,降低水平方向上的界面活性。穿过ZnO层在集流体表面原位垂直生长低曲折度的Cu纳米片阵列,该阵列结构有利于电子和锂离子的快速传导,提高了集流体垂直方向上的界面活性,诱导锂优先在垂直排列的Cu纳米片表面横向沉积;同时,在Cu纳米片表面均匀修饰亲锂的ZnO颗粒,诱导锂均匀沉积。优先横向沉积的锂金属负极能够形成十分平整的沉积表面,具有优异的循环性能。当电流密度为0.5 mA cm-2、沉积容量为0.5 mAh cm-2时,锂金属对称电池能够稳定循环超过3000 h,锂金属半电池稳定循环1300圈后库伦效率仍在98%左右;当电流密度为2.0 mA cm-2、沉积容量为1.0 mAh cm-2时,锂金属对称电池仍能稳定循环超过2500 h。在正极材料体系中,镍硫化物因其高理论比容量引起了众多学者的兴趣。当前,镍硫化物多用固态硫化法、湿化学法和气相硫化法制备,制备周期长、能耗大且工艺复杂,湿化学法还需使用溶剂或有毒试剂,易造成污染。本文提出了无溶剂的微波等离子体反应法,制备微观结构可控的Ni3S2用作锂电池自支撑正极,制备过程仅耗时数分钟,且无需任何溶剂,绿色无污染。通过调节等离子体的成分能够对Ni3S2的微观结构进行调控,得到柱状、石林状或沙堆状的Ni3S2,其中,石林状Ni3S2具有较高的结构完整度和内部孔隙结构。高的结构完整度有利于发挥Ni3S2作为良导体的优势,而电极材料内部的孔隙结构能够促进电解液的渗透并缓冲其脱嵌锂过程中产生的体积变化,因此石林状Ni3S2表现出良好的倍率性能和循环性能。该方法也可实现铜硫化物的微观结构可控制备和铜磷化物的制备,具有一定的普适性和极大的应用潜力,能够为材料设计和绿色合成提供新思路。
卢微[4]（2021）在《高比能锂电池金属锂负极及磷酸钒负极的制备和改性研究》文中研究说明锂电池作为绿色安全的新能源储能设备,被研究者们寄予了厚望。目前锂离子电池已经广泛应用于电动汽车和插电式混合动力汽车。随着电动汽车在日常生活中的普及,人们对高能量密度储能电池的需求也日益迫切。针对负极材料,传统的锂离子电池负极材料无法同时满足高能量密度、快速充放电和长循环的性能,开发新型的锂离子电池负极材料成为了研究者的希望。为了发展更高能量密度的锂电池,以金属锂为负极材料的锂金属电池的开发成为了必然趋势。作为锂金属电池的核心材料,金属锂负极(理论容量为3860 m Ah g-1)是高比能锂-硫电池、锂-氧气电池和全固态锂金属电池的必然选择,但仍然面临着副反应、锂枝晶和死锂等一系列安全问题。本论文的课题围绕高比能的锂金属电池负极材料和快速充放电锂离子电池负极材料展开研究1.梯度变化的固态电解质界面膜保护的锂金属负极在碳酸酯类电解液中的设计及改性研究用原位聚合的方法制备了一种梯度变化的聚合物-无机物（聚乙二醇二丙稀酯与碳酸亚乙烯酯共聚物/二氟化铜/硝酸锂,PEGDA-co-VC/Cu F2/Li NO3）复合固态电解质界面膜（PIG-SEI）保护锂负极,该PIG-SEI中,从外层到内层聚合物（PEGDA-co-VC）含量越来越少,无机物（Li F、Li3N和Cu）含量越来越多,二者呈现梯度变化趋势。在外部以聚合物为主,呈现了良好的柔韧性和机械稳定性,在内部以纳米级Li F、Li3N、Cu和锂化的PEGDA-co-VC共聚物为主,他们与金属锂之间存在化学相互作用,使得PIG-SEI与金属锂接触紧密无缝隙,抑制了电解液与锂负极的副反应和锂枝晶的形成。用PIG-SEI保护的金属锂组装的磷酸铁锂（Li Fe PO4,LFP）和三元镍钴锰酸锂811(Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O2,NCM811)全电池在少量碳酸酯类电解液条件下体现了优异的电化学性能。2.人工固态电解质界面膜在超薄金属锂负极中的应用实验室里使用的金属锂负极都是400μm-600μm,这已经远超了商业化的标准（锂的厚度为50μm以下）。针对超薄金属锂（20μm）进行了人工SEI的改性,设计制备了PEGDA-co-VC/Li DFOB（三氟草酸硼酸锂）复合人工SEI膜（PEVB-SEI）。其结合了无机物和聚合物两者的优势,经过了充放电之后内部富含Li F、LixBOyFz中间体和PEGDA-co-VC-Li中间体,使得PEVB-SEI与超薄金属锂接触紧密,并具有较高的锂离子电导率。用PEVB-SEI保护的金属锂组装的LFP和Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）的全电池表现了优异的电化学性能,尤其是组装的LFP商业化软包电池也表现了优异的充放电性能。3.聚合物-无机物复合固态电解质界面膜保护锂金属负极在醚类电解液的锂硫电池中的设计及改性研究锂硫电池中存在的最大问题就是多硫化物的飞梭效应,多硫化物会溶解在电解液里穿梭到金属锂负极表面与金属锂反应生成绝缘的Li2S,人工SEI的改性方法可望有效抑制多硫化物和金属锂的副反应。设计了一种聚甲基丙烯酸甲酯/聚碳酸酯/硝酸锂（PMMA/PPC/Li NO3）的聚合物-无机物复合SEI（PMCN-SEI）保护金属锂负极。PMMA和PPC属于碳酸酯类电解质,多硫化物不溶于碳酸酯类聚合物中,从而可以有效抑制多硫化物穿过与金属锂反应。并且随着充放电过程进行,PMCN-SEI可以生成Li3N和Li-PPC-Li中间体,促进锂离子均匀沉积,从而使得组装的锂硫电池具有优异的电化学性能。4.三维相互嵌入的VPO4/rGO负极在快速充放电和长寿命的锂离子电池中的应用研究VPO4作为一种有前途的快速充电负极材料,其具有优异的化学活性,并且具有相对较高的理论比容量(550 m Ah g-1)。通过原位溶剂热还原方法成功地合成了一种新型三维（3D）相互嵌入的VPO4/rGO（VG-MS）复合电极,其中纳米级VPO4粒子与交错的rGO传导网络相互嵌入形成多孔绣球状VPO4/rGO微球,并且其微球嵌入在交错的多孔rGO框架中构成自支撑的复合电极。独特的多孔VG-MS电极可适应锂化-脱锂的反应过程中的体积变化,提高电子电导率和电化学反应动力学。更重要的是,这种相互嵌入的纳米结构使VG-MS展现出最佳的赝电容控制的超快锂传输动力学和出色的循环稳定性,使其满足了长循环快速充放电的性能。
李莉[5]（2021）在《锂电池正极材料FeS2的合成与改性》文中提出《十四五规划和2035年远景目标纲要》强调了绿色发展的战略性意义。新能源汽车的普及无疑会加快推动高能量密度锂离子电池的发展进程。无锂正极Fe S2作为一种转换型正极材料具有FeS2+4Li+4e-→2Li2S+Fe的四电子反应,可实现894m Ah g-1的理论比容量和1671 Wh kg-1的理论能量密度,被认为是极具商业价值的正极材料之一。然而,FeS2正极材料仍面临许多挑战,例如:循环过程中活性物质不可逆的损失、严重的体积膨胀（完全放电深度下体积膨胀约为159%）、材料粉化、多硫化物“穿梭效应”等关键性问题。针对上述问题,本文系统得研究了合成方法、CoxFe1-xS2（x=0,0.1,0.5,1）固溶体、预锂化对FeS2电化学性能的影响。具体内容包括以下三个方面:1.探究合成方法对Fe S2形貌和性能的影响。文章对比了水热法合成的FeS2微球、静电纺丝法合成的纳米Fe S2@碳纤维、高温固相法合成的不规则的FeS2以及商业立方体型微米的Fe S2反应动力学、循环稳定性、倍率性能。结果显示,纳米Fe S2@碳纤维的反应动力学最强,首周放电比容量高,但循环稳定性差,特别是前十周容量快速衰减。在0.5C的电流密度下,商业FeS2以及高温固相法合成的FeS2循环稳定性优于Fe S2微球及纳米FeS2@碳纤维。2.基于上述对合成方法的研究,采用高温固相法将Co原子引入FeS2以合成CoxFe1-xS2（x=0,0.1,0.5,1）固溶体。由于Co具有对硫化物可逆转化反应的催化作用以及对多硫化物的吸附作用,Co0.1Fe0.9S2的循环稳定性得到极大提升,200周循环后容量保持率为47.9%,而未改性的Fe S2在此条件下仅为22.8%。此外,Co0.1Fe0.9S2固溶体的倍率性能也得到稳定提升,在2C电流密度下相对于Fe S2的56 m Ah g-1,Co0.1Fe0.9S2放电比容量保持在264 m Ah g-1。3.采用化学预锂法对Fe S2进行预嵌锂得到LixFe S2,实现了预体积膨胀,为循环中的体积变化预留空间,从而达到缓解体积膨胀的目的。循环十周后,Li0.3Fe S2膨胀率为36%,同等条件下Fe S2经历了高达100%的体积膨胀。通过预锂产生的LixFe S2稳定的结构及Li2S包覆层的协同作用提高Fe S2的电化学性能,50周循环后比容量保持在419 m Ah g-1,而Fe S2仅为70 m Ah g-1。在2C的电流密度下,相对于Fe S2的0.5 m Ah g-1,Li0.3Fe S2放电比容量保持在140 m Ah g-1。Fe S2的体积膨胀导致的活性物质与导电添加剂失去电接触被预锂化改性策略明显抑制。
郭跃[6]（2021）在《高性能可充电铝硫电池及其关键材料研究》文中研究指明铝金属具有高的质量能量密度（2980 mAh g-1）,同时价格和储量方面都具有优势、此外安全性也比较优越,因此是一种优秀的高性能储能系统的备选材料。而同样的,硫电极也有着类似的特点,二者互相匹配,既可以有较高的能量密度（1300Whkg-1）,也可以有较高的理论电压（1.229V）,相对于可充电铝电池潜力更甚。然而,可充电铝硫电池存在一系列问题:电极反应动力学缓慢;硫正极的穿梭效应;循环性能较差等等。这些问题使其的实际性能远低于其理论水平,严重阻碍了可充电铝硫电池的发展。因此,深入研究反应机理,寻找合适的电极材料,以提高电池的性能是目前研究的重点方向。基于此,本论文的主要研究成果如下:首先,我们系统研究了硫化铝作为可充电铝硫电池正极材料的反应机理,通过电化学测试和光谱学表征分析,发现了硫化铝在充放电过程的反应中主要是硫化铝（?）多硫化物之间的相互转换,而没有经历反应动力学相对缓慢硫的多硫化物（?）S单质的过程。此外,我们发现纯硫电极反应动力学缓慢的主要问题在于其表面沉积了大量溶解度较低的多硫化物,而在硫化铝电极上则反之,这些沉淀极大地降低了的硫电极动力学性能。因此,硫化铝具有更好的循环性能和动力学性能,其可以在160 mA g-1的电流密度下,稳定循环超过100圈并保持95%的充放电效率。其次,利用基于HKUST-1衍生的含铜碳载体作为硫正极的载体,实现了可充电铝硫电池循环寿命和库伦效率的显着提升,其在1 A g-1的电流密度下,首圈容量达到了 1200 mAh g-1,经过500圈循环后容量还维持在460 mAh g-1。UV-vis和XPS等测试结果表明碳骨架中的金属颗粒可以催化硫在充放电过程中的硫的转化过程,提高了多硫转化的反应动力学响应,有效地提升硫的转化效率和利用率。最后,多硫化物转化的动力学迟滞限制了可充电铝硫电池的倍率性能和循环稳定性。在第五章中,我们利用过渡金属Co作为硫正极中的电化学催化剂,实现了电池的快速动力学响应性,提高了电池的容量保持率和倍率能力。结构和电化学分析表明,Co的催化作用相对显着,可以有效地降低电池的电压迟滞。其中,钴修饰的碳基体与单质硫组成的正极,电压迟滞从原先的1.3V显着降低到0.8V,同时电池在1Ag-1的电流密度下,200次放电充电循环后的可逆比容量可以达到500 mAhg-1,即使在3Ag-1的高电流密度下,仍然能够实现300 mAhg-1的可逆比容量。而类似的性能提升,在硫化铝电极中同样成立,这意味着这一解决方案具有极大地普适性。
雷天宇[7]（2020）在《微纳结构的界面调控对锂硫电池电化学性能的影响》文中提出相比于传统正极材料比容量低、成本高、对环境不友好的缺点,作为一种新的电池正极材料,硫的理论比容量高达1675 m Ah g-1,且本身具有无污染,低成本的特点,使得锂金属-硫（Li-S）电池成为国际研究的热点。然而,锂硫电池的研究仍停留在实验室阶段,实际应用受到限制,面临两方面的困难:（1）多硫化物的溶解导致电池的循环性能差;（2）硫的不导电性使其实际比容量远低于理论值,电池容量亟待提高。并且,相比于传统锂离子电池,锂硫电池在电化学反应中存在多步骤、多中间产物,多硫化物与电池内部材料（导电添加剂、粘结剂、集流体）的接触界面存在不同的物理化学反应,并最终影响电池性能。本文以锂硫电池为主要研究对象,通过调控电池内部组件（正极集流体、活性材料、隔膜等）的接触界面,理解多硫化物在电化学反应过程中的还原氧化机制、明晰锂离子与电子在新型微纳材料中的传输方式,进而提高锂硫电池性能。本论文开展了以下工作:（1）通过在碳纤维上生长WS2纳米片（CC@WS2）以及TiO2纳米线（CC@TiO2）,改变集流体与活性材料的接触界面:一方面,纳米片或纳米线的引入极大增加了碳纳米纤维的比表面积,为锂离子的传输及多硫化物的转化提供更充足的位点;另一方面,WS2和TiO2分别与多硫化物产生明显的极性相互作用,将多硫化物吸附于集流体内,避免活性物质的损失,提高电池的循环性能。实验结果显示:以CC@WS2为集流体的锂硫电池在2 C的大电流下,经过1500次循环,仍具有初始容量的90%,剩余容量高达502 m Ah g-1;CC@TiO2则展现出了良好的倍率性能,在5 C的大电流下,电池仍然具有324 m Ah g-1的可观容量。（2）通过将聚异戊二烯（PIP）与硫（S）结合,合成了一种具有自支撑结构的多孔硫正极材料（PIP@S）。该材料具有碳骨架支撑,在熔融上硫过程中保持稳定的机械结构,有效避免了传统单质硫出现的堵塞/覆盖导电材料现象,确保了电解液的浸润及离子的传输,提高了硫的利用率;同时,由于PIP@S表面存在的含氧官能团以及不饱和C-C和C-O键,诱导Li2S在成核表面进行非均匀岛状生长,避免了薄膜状绝缘Li2S造成的导电材料钝化,确保了离子及电子的有效传输。通过实验发现,使用PIP@S多孔硫的正极在多次循环后,其比表面积依旧保持稳定。同时,电化学实验表明,在电流密度为0.1 C条件下,使用PIP@S的电池具有高达1510 m Ah g-1的比容量,接近硫的理论容量。（3）通过将木质素磺酸钠（SL）与还原氧化石墨烯（rGO）结合,制备了一种在电解液中带负电的复合石墨烯材料rGO@SL。SL中带负电的磺酸基团有效阻隔了同样带负电的多硫化物的迁移,同时,rGO为锂离子的传输及多硫化物的反应提供了充足的位点,确保了正极一侧溶解的多硫化物的再次利用。涂覆有该复合材料的商业聚丙烯隔膜（rGO/SL/PP）能够100%排斥多硫化物,明显提高锂硫电池性能。电化学测试表明,使用rGO@SL/PP隔膜的锂硫电池在1000次循环后,仍旧保持初始容量的74%。（4）将阻燃材料聚磷酸铵（APP）与高分子材料聚丙烯腈（PAN）利用静电纺丝技术进行混纺,制备了一种阻燃隔膜PAN@APP。PAN@APP隔膜在保留高分子隔膜良好锂离子通过率及柔韧性的同时,极大减少了隔膜的自熄时间与燃烧强度,在电池短路起火时起到较好的阻燃效果。使用PAN@APP隔膜的锂硫电池高温测试表明,由于APP的引入,使得PAN@APP隔膜的耐高温性能得到提高,在高温下不容易产生热量的聚集,极大降低了高温下隔膜形变造成短路的可能性。
李凤丽[8]（2020）在《新型苯二硫醇基有机硫化物正极材料研究》文中认为能源是当今社会发展的命脉。使用可再生的清洁能源,比如太阳能、风能等一直是人类追求的目标。但由于这类能源存在间歇性的问题,需要能源存储。在各类能源存储系统中,可充放电池由于具有比能量高、转换效率高等优点是目前最理想的选择。自1991年锂离子电池被索尼公司商业化之后,由于其安全、循环寿命长、比能量高等优点,而成为当今社会各种便携式电子产品,甚至电动汽车和大型储能设备不可或缺的驱动电源。但是,传统锂离子电池中的过渡金属氧化物正极材料已经达到了其理论容量的极限,很难再取得突破性的进展。而且,常用的正极材料Li Co O2中的钴元素成本高,对环境有严重的污染,回收利用成本较高。从绿色、环保、可持续发展的角度出发,探索有电化学活性的有机电极材料是发展下一代可充放锂电池的方向。有机材料具有丰富的结构,其电化学属性和性能可通过官能团的修饰来调控。在此背景下我们设计了一系列基于苯二硫醇的有机硫化物正极材料,并探索了它们在可充放锂电池中的电化学行为和机理。本文的主要内容可分为以下几个部分:一、苯二硫锂正极电解液的研究苯二硫锂含有两个硫锂（-SLi）官能团,在氧化过程中可以失去两个锂离子（2Li+）和两个电子（2e-）,是潜在的高容量正极材料。因此,我们选取了1,2-,1,3-和1,4-苯二硫锂（LBDT）作为研究对象,从理论和实验上揭示了其电化学性能和官能团位置之间的关系。基于苯二硫锂有机化合物的本性,我们采用高效液相色谱四级杆飞行时间质谱分离和鉴定了这三种苯二硫锂的充放电产物。由于官能团位置的不同,1,2-LBDT充电时主要生成了环状二聚体,1,3-LBDT充电时主要生成了环状三聚体,1,4-LBDT充电时主要生成了环状四聚体,放电时它们都回到了初始的锂化状态。由于1,2-LBDT的氧化还原过程比较容易,因此它表现出较快的动力学和较低的过电势。在C/2倍率下,Li/1,2-LBDT电池可以放出340m A h g-1的初始比容量(接近其理论值347.8 m A h g-1),100圈之后还可以保持84.1%的初始容量。并且它的倍率性能也大大优于另外两种LBDT,这说明苯基二硫中硫的键合位置和它的电化学性能是密切相关的。二、分子间环状多硫化物正极材料比容量一直是衡量电极材料的一个重要指标。一般来说,提高有机多硫化物正极材料比容量的方法就是在其分子中嵌入更多的硫原子,因为每嵌入一个硫原子就可以多存储两个锂离子和两个电子。最近几年,这种方法已经被成功的应用于线性有机多硫化物的开发,而在环状多硫化物的研究还比较少。在此,我们选取1,3-苯二硫醇和单质硫为前驱体,采用简单缩聚的方法合成了分子间环状多硫化物（ICPSs）,并把它们应用于可充放锂电池。通过超高效液相色谱质谱技术和谱图分析的方法证实了ICPSs的成功合成。ICPSs含有三种成分,其中2,3,4,6,7,8-hexathia-1,5（1,3）-dibenzenacyclooctaphane（HDBCO）是主要的成分。一个HDBCO分子含有6个硫原子,可以发生8个电子转移的氧化还原反应,因此拥有623.4m A h g-1的理论比容量。通过锂半电池的测试发现:ICPSs放电时生成了苯二硫锂和硫化二锂,在充电时又回到了初始状态;在C/10倍率下可放出625.0 m A h g-1初始容量,100圈后保持率为72.9%;在1C倍率下,长循环500圈后还能保持63.4%的初始比容量。这项工作成功合成了ICPSs并揭示了其电化学氧化还原反应机理,为高容量有机多硫化物正极材料家族增添了成员。三、固态金属有机硫化合物Sn-（BDT）2正极材料虽然有机电极材料具有绿色、环保和高容量的优点,但它们存在的一些瓶颈问题也不容忽视,比如:有些有机化合物易溶于有机液体电解液导致其容量在循环过程中逐渐衰减;低的质量密度使得其体积能量密度比较低。金属有机加合物是化学中最基本的概念之一,早在1981年就有人合成了双（甲苯-3,4-二硫基）锡（IV）,但它在电化学领域的应用还未见报道。在此,我们用1,2-苯二硫醇和五水氯化锡为前驱体,合成了一种固体有机硫化合物Sn C12H8S4[Sn-（BDT）2,BDT=bezenedithiol],并把它用于可充放锂电池正极材料。通过高分辨质谱、傅里叶变换红外光谱、热重分析、元素分析和X射线衍射分析证实了Sn-（BDT）2被成功合成。常温下,Sn-（BDT）2是一种红色的不溶于有机醚类电解液的固体,质量密度大概是1.9 g cm-3。每个Sn-（BDT）2分子可以发生4个电子转移的氧化还原反应,拥有268.0 m A h g-1的理论比容量。Li/Sn-（BDT）2电池在C/2倍率下可以放出221.2 m A h g-1的比容量,平均放电电压为2.20 V,因此具有924.6 W h L-1的体积比能量。这项工作将激发人们对开发不溶于有机液体电解质和高体积能量密度电极材料的兴趣。四、固体金属有机硫化合物Cu[Cu-（BDT）2]正极材料基于上述的研究,我们探索了1,2-苯二硫醇和硫酸铜生成的金属有机硫化合物的结构组成和电化学性能。多种实验表征证实1,2-苯二硫醇和硫酸铜生成了Cu[Cu-（BDT）2]。Cu[Cu-（BDT）2]在常温下是一种黑色的固体,质量密度大概是2.0g cm-3。每个Cu[Cu-（BDT）2]分子可发生4个电子转移的氧化还原反应,因此具有263.0 m A h g-1的理论比容量。在1C倍率下,Li/Cu[Cu-（BDT）2]电池可以放出234.2m A h g-1的初始比容量,平均放电电压为2.23 V,具有1044.5 W h L-1的体积比能量。Li/Cu[Cu-（BDT）2]电池长循环500圈之后,还可以保持72.5%的容量。这项工作充分证实了有机金属硫化物具有广阔的拓展空间,通过这种方法有望开发一系列金属有机硫化物正极材料。
赵佳伟[9]（2020）在《锂硒电池中功能化有机分子的电化学研究》文中研究指明锂离子电池已经广泛应用于手机和笔记本电脑,然而由于正极材料的容量有限限制了锂离子电池的能量密度。为了实现更高能量密度的电池,需要研究开发具有高容量的正极材料。单质硒是一种具有潜力的高容量正极材料。然而,在电池循环过程中,生成的多硒化锂会溶解在电解液中形成穿梭效应,从而严重影响电池的循环稳定性。有机硫分子作为正极材料可以提供高容量和能量密度,而且含有的功能化基团可以改变氧化还原反应路径。基于单质硒和有机硫的优点,两者结合有望改变硒的电化学反应路径,从而克服单质硒的本征缺陷。首先,本论文设计了单质硒-二苯基三硫醚的无机-有机杂化正极,并将其应用于二次锂电池。其中高导电的无机硒纳米线和碳纳米管编织的电极作为基底,它可以对充放电产物产生有效的物理限域和吸附作用,从而可以有效提升锂电池的循环性能。二苯基三硫醚具有吸电子的苯基官能团,同时在电池循环过程中,S-S键的断裂和再键合过程会引起结构变化。本论文将二苯基三硫醚溶于电解液,添加到纳米硒线/碳纳米管复合电极中。在电池循环过程中,部分硒原子转移到苯基三硫醚和二硫醚的分子结构中,实现了分子固硒的作用,并且改变了电化学转化路径,极大提高了电池的循环稳定性。其次,我们将二苯基二硒醚作为电解液的添加剂,用于锂硒电池。苯基二硒醚在放电过程中硒硒键断开可以储存两个锂离子,从而生成苯基硒锂,提供172m Ah/g的比容量。在氧化过程中脱锂生成的苯基硒和硒自由基可以直接形成硒硒键而避免硒化锂被氧化成高阶多硒化锂,从而生成苯基三硒吸附在碳纳米管壁上。通过改变电化学路径,生成不溶于电解液的充电产物,提高了电池循环的可逆性。锂硒电池在高倍率下仍表现出稳定的长循环性能,因此引入这一类有机小分子可以提高电池的容量保持率,为开发下一代高能量密度电池提供了一种有效的方法。
蔡冬[10]（2020）在《过渡金属基纳米催化材料构筑高性能锂硫电池正极》文中研究说明锂硫电池是一种由单质硫正极与金属锂负极构筑的具有高理论能量密度(2600 Wh kg-1或2800 Wh L-1)、快速充电特性的新一代能量储存系统。单质硫作为锂硫电池正极的主要活性物质,其原料丰富、价格低廉、环境友好,具有广阔的应用前景,尤其是在智能手机、平板显示、柔性可穿戴设备、电动汽车、智能电网和航空航天等领域显示出极大的竞争潜力。目前,锂硫电池受限于实际循环寿命低、能量密度低等原因无法实现大规模的商业应用。本论文从锂硫电池正极出发构筑过渡金属基纳米催化材料与碳基材料的复合物基体,以改善硫及其放电产物的电子电导性和离子扩散性,缓解充放电过程中巨大的体积膨胀（80%）造成的正极粉化,构筑活性位点并通过化学/物理相互作用吸附可溶性的多硫化物,改善中间产物的穿梭效应,提高电化学反应的动力学特性,促进中间产物的快速转化、转移。针对硫正极的结构和电化学界面的设计与调控展开相关研发工作,构筑具有优异导电性、强多硫化物吸附和催化、稳定可控的电化学反应界面,提高硫的转化效率,改善其循环稳定性。论文的具体研究内容如下:1、通过在氮掺杂三维互联碳网上沉积高导电、高极性的过渡金属硒化物Co3Se4,并首次将其应用于锂硫电池正极材料。具有分级多孔结构的氮掺杂三维互联碳网可以有效减小材料堆积产生的界面电阻,增加导电性,构筑离子的快速传输通道。氮掺杂三维互联碳网上负载Co3Se4纳米颗粒作为硫基质可通过物理阻挡和化学吸附抑制多硫化物的穿梭反应,缓解多硫化物对锂金属负极的腐蚀,提高硫的利用率。研究结果表明,所制备的N-CN-750@Co3Se4具有良好的电化学性能,该材料在0.2 C电流密度下连续循环5个月（800圈）,比容量依然保持在500 mAh g-1以上,其库伦效率超过99.3%,表现出良好的循环稳定性。2、虽然我们成功合成了Co3Se4纳米颗粒,但是其粒径依然较大,且分布难以做到均一。为解决纳米颗粒尺寸和分布的问题,我们通过水热法合成了粒径均匀分布的硫化镉（CdS）量子点,在其表面修饰油胺配体,并将该量子点纳米晶均匀“嫁接”于高比表面积的碳纳米管（CNT）上,构筑出高催化活性和高导电性的复合结构。通过调控CdS量子点与CNT的不同复合比例,得到催化位点丰富的CNT/CdS-QDs 30%硫基体。在该设计中,高比表面积的CNT用作电子/离子传输的通道和硫的主要载体,可缓解反应中的体积膨胀,同时CdS量子点作为CNT表面的吸附和催化位点,可与多硫化锂形成强的相互作用,减缓多硫化物的穿梭反应。电化学测试结果表明,该材料在0.2 C电流密度下的初始容量高达1237.8 mAh g-1,在2.0 C下仍能保持918.1 mAh g-1,表现出良好的倍率性能。在0.5 C下循环150圈后,容量可保持在820.6 mAh g-1,并且库伦效率超过98.0%,表现出良好的循环稳定性。3、当材料的尺寸减小到纳米尺度时,材料易发生聚集,导致活性位点的减少,电子和离子导程增长,不利于与电解液和多硫化物的接触。为此,本文还探讨为过渡金属纳米材料修饰配体,引入具有高导电和高催化特性的金属有机框架（MOF）材料—Ni3（HITP）2。通过一步水热法合成了Ni3（HITP）2,并首次将高导电的MOF材料直接用于制备锂硫电池的硫正极。通过结合长程导电的CNT导电剂与短程导电的MOF构筑具有电子/离子传导的网络结构。Ni3（HITP）2具有类石墨烯结构,对多硫化物具有良好的吸附特性,并能促进电化学反应中硫的固-液-固转化动力学。电化学测试结果表明,所制备的S@Ni3（HITP）2表现出更高的倍率和循环性能,在0.2 C电流密度下具有1302.9 mAh g-1的高初始容量,在0.5C和1 C下分别进行150和300次循环,可逆放电容量分别为807.4和629.6 mAh g-1。
二、锂电池正极材料有机多硫化物的展望（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锂电池正极材料有机多硫化物的展望（论文提纲范文）
（1）硫化物基固体电解质及界面研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 全固态锂电池 |
| 1.2.1 全固态锂电池概述 |
| 1.2.2 全固态锂电池的优势 |
| 1.2.3 全固态锂电池国内外研究现状 |
| 1.3 硫化物固体电解质的研究进展 |
| 1.3.1 硫化物电解质 |
| 1.3.2 硫化物/聚合物复合电解质 |
| 1.4 硫化物电解质基全固态锂电池的界面研究进展 |
| 1.4.1 硫化物固体电解质/正极界面 |
| 1.4.2 硫化物固体电解质/锂负极界面 |
| 1.4.3 硫化物固体电解质/锂负极界面保护策略 |
| 1.5 选题依据及研究内容 |
| 2 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质及全固态锂硫电池性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 SnS_2纳米晶的制备 |
| 2.2.2 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质的制备 |
| 2.2.3 S-C-Li_(10)SnP_2S_(12)复合正极的制备 |
| 2.2.4 材料的表征 |
| 2.2.5 全固态锂电池的制备 |
| 2.2.6 电化学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 SnS_2样品的物相与微观形貌 |
| 2.3.2 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质的物相分析及晶体结构 |
| 2.3.3 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质的离子电导率及活化能 |
| 2.3.4 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质的光学照片及微观形貌 |
| 2.3.5 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质的电压窗口 |
| 2.3.6 Li_(10)SnP_2S_(12)电解质对锂铟合金的电化学稳定性 |
| 2.3.7 S-C-Li_(10)SnP_2S_(12)复合正极的表征与热重分析 |
| 2.3.8 S-C-Li_(10)SnP_2S_(12)复合正极的循环可逆性 |
| 2.3.9 复合正极中不同硫含量对电池电化学性能的影响 |
| 2.3.10 S-C|Li_(10)SnP_2S_(12)|Li-In全固态锂硫电池的循环及倍率性能 |
| 2.3.11 电池循环前后界面阻抗与微观形貌分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Li_6PS_5Cl电解质与NCM532正极界面研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 Li_6PS_5Cl电解质的制备 |
| 3.2.2 Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3溶胶的制备 |
| 3.2.3 LLTO@NCM532正极材料的制备 |
| 3.2.4 材料的表征 |
| 3.2.5 全固态锂电池的制备 |
| 3.2.6 电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Li_6PS_5Cl电解质的XRD,SEM及离子电导率 |
| 3.3.2 LLTO@NCM532正极材料的表征 |
| 3.3.3 LLTO@NCM532/Li_6PS_5Cl/Li-In全固态电池的电化学性能 |
| 3.3.4 LLTO@NCM532正极的CV和GITT测试 |
| 3.3.5 LLTO@NCM532正极循环前后物相分析 |
| 3.3.6 LLTO@NCM532正极/电解质循环前后界面阻抗 |
| 3.3.7 LLTO@NCM532正极/电解质界面循环前后的微观形貌 |
| 3.3.8 LLTO包覆层对正极/电解质界面的保护机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Li_6PS_5Cl电解质与锂金属负极界面研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 Li_6PS_5Cl电解质的制备 |
| 4.2.2 LiG3离子液体的制备 |
| 4.2.3 材料的表征 |
| 4.2.4 全固态锂电池的制备 |
| 4.2.5 电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 LPSCl电解质的SEM,XRD及离子电导率 |
| 4.3.2 Li(LiG3)/LPSCl/Li(LiG3)对称电池的阻抗 |
| 4.3.3 Li(LiG3)/LPSCI/Li(LiG3)对称电池的循环稳定性 |
| 4.3.4 Li(LiG3)锂负极循环后的微观形貌 |
| 4.3.5 Li(LiG3)锂负极循环后的XPS分析 |
| 4.3.6 LiG3离子液体抑制锂枝晶的作用机理 |
| 4.3.7 LiNbO_3@NCM622/LPSCl/Li(LiG3)电池的循环性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 硫化物基复合电解质及全固态锂电池性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 复合固体电解质的制备 |
| 5.2.2 Li(SEI)负极的制备 |
| 5.2.3 材料的表征 |
| 5.2.4 全固态锂电池的制备 |
| 5.2.5 电化学性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 复合电解质的SEM微观形貌 |
| 5.3.2 复合电解质的XRD物相分析 |
| 5.3.3 复合电解质的离子电导率和电化学窗口 |
| 5.3.4 复合电解质中的锂离子迁移机制 |
| 5.3.5 Li(SEI)负极微观形貌及XPS表征 |
| 5.3.6 Li(SEI)负极与复合电解质的界面稳定性 |
| 5.3.7 S-CNTs/Li(SEI)全固态锂硫电池的电化学性能 |
| 5.3.8 Li(SEI)负极抑制枝晶生长的机理分析 |
| 5.3.9 Al_2O_3@NCM532/Li(SEI)全固态锂电池的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论、创新点与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）Ti3C2Tx MXene及其衍生物抑制锂硫电池穿梭效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂硫电池介绍 |
| 1.2.1 锂硫电池的基本组成和工作原理 |
| 1.2.2 锂硫电池面临的问题 |
| 1.3 锂硫电池硫载体材料的研究进展 |
| 1.3.1 非极性材料 |
| 1.3.2 极性材料 |
| 1.4 锂硫电池隔膜涂层的研究进展 |
| 1.5 锂硫电池负极的研究进展 |
| 1.6 MXenes的介绍及其在锂硫电池的应用 |
| 1.7 论文的选题与研究内容 |
| 第二章 实验及材料表征 |
| 2.1 实验试剂及材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.3 热重分析(TGA) |
| 2.3.4 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 2.3.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.6 比表面积分析(BET) |
| 2.4 电池组装及电化学测试 |
| 第三章 Ti_3C_2T_xMXene复合碳黑/硫材料在锂硫电池一体式电极的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 制备Ti_3C_2T_x |
| 3.2.2 制备Ti_3C_2T_x-碳黑/硫(Ti_3C_2T_x-CB/S)正极材料 |
| 3.2.3 Li_2S_6吸附实验 |
| 3.2.4 电池组装及电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料表征分析 |
| 3.3.2 电化学测试分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ti_3C_2T_x转化的TiN@C纳米片作为锂硫电池高效的多硫化物捕集器和催化剂 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 TiN@C及TiN@C/G涂覆的隔膜制备 |
| 4.2.2 Li_2S_6吸附实验 |
| 4.2.3 Li_2S_6渗透试验 |
| 4.2.4 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料表征分析 |
| 4.3.2 电化学测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（3）锂电池电极材料的微观结构调控和电化学性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文的主要创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂电池电极材料 |
| 1.2.1 锂离子电池负极材料 |
| 1.2.2 锂金属负极 |
| 1.2.3 锂电池正极材料 |
| 1.3 电极材料的微观结构对其电化学性能的影响 |
| 1.3.1 锂离子电池电极材料的微观结构对其电化学性能的影响 |
| 1.3.2 锂金属负极的沉积形貌对其电化学性能的影响 |
| 1.4 锂离子电池电极材料的微观结构可控制备方法 |
| 1.4.1 模板法 |
| 1.4.2 气相沉积法 |
| 1.4.3 自组装法 |
| 1.4.4 脱合金法 |
| 1.4.5 微波等离子体辅助制备 |
| 1.5 锂金属负极的沉积形貌调控方法 |
| 1.5.1 界面调控 |
| 1.5.2 结构调控 |
| 1.5.3 沉积位点调控 |
| 1.5.4外部手段调控 |
| 1.6 本文选题依据及主要研究内容 |
| 1.6.1 本文选题依据 |
| 1.6.2 本文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验材料与实验仪器 |
| 2.2 材料微观结构分析与电化学性能测试 |
| 2.2.1 材料微观结构测试分析方法 |
| 2.2.2 电化学性能测试方法 |
| 第3章 纳米多孔硅锗复合负极的微观结构调控和储锂性能优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 化学脱合金法制备硅锗复合负极 |
| 3.3 硅锗复合负极的微观结构调控 |
| 3.3.1 脱合金产物的结构演变过程和机理分析 |
| 3.3.2 前驱体成分对硅锗复合负极微观结构的影响 |
| 3.4 硅锗复合负极的微观结构对其储锂性能的影响及机理分析 |
| 3.4.1 不同微观结构的硅锗复合负极的储锂性能比较 |
| 3.4.2 Si_(12)Ge_8的微观结构表征 |
| 3.4.3 Si_(12)Ge_8负极的储锂机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 各向异性分布的界面活性诱导锂金属负极优先横向沉积 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 界面活性呈各向异性分布的三维集流体的制备 |
| 4.3 界面活性呈各向异性分布的三维集流体的微观结构表征 |
| 4.3.1 三维集流体制备过程中的物相演变 |
| 4.3.2 三维集流体的微观结构和物相分布 |
| 4.4 各向异性分布的界面活性调控锂的沉积/剥离行为 |
| 4.4.1 ZnO+Cu_(3D)集流体内部界面活性的各向异性分布 |
| 4.4.2 锂在不同集流体上的沉积形貌比较 |
| 4.4.3 锂在不同集流体上的剥离形貌比较 |
| 4.5 优先横向沉积的锂金属负极的电化学性能 |
| 4.5.1 优先横向沉积的锂金属负极的库伦效率 |
| 4.5.2 优先横向沉积的锂金属负极的循环性能 |
| 4.5.3 优先横向沉积的锂金属负极的全电池性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 镍硫化物正极的微观结构调控和储锂性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 无溶剂的微波等离子体反应制备镍硫化物正极 |
| 5.3 微波等离子体反应机理及镍硫化物的微观结构调控过程 |
| 5.3.1 微波等离子体反应机理分析 |
| 5.3.2 C-NS的微观结构表征和形成机制分析 |
| 5.3.3 SF-NS的微观结构表征和形成机制分析 |
| 5.3.4 SP-NS的微观结构表征和形成机制分析 |
| 5.3.5 微波等离子体反应调控材料微观结构的普适性分析 |
| 5.4 不同微观结构的镍硫化物正极的储锂性能比较及机理分析 |
| 5.4.1 C-NS正极、SF-NS正极和SP-NS正极的电化学反应分析 |
| 5.4.2 C-NS正极、SF-NS正极和SP-NS正极的储锂性能比较 |
| 5.4.3 C-NS正极、SF-NS正极和SP-NS正极的储锂机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 外文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）高比能锂电池金属锂负极及磷酸钒负极的制备和改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂金属电池简介 |
| 1.2.1 锂金属电池的结构及工作原理 |
| 1.2.2 锂金属电池中金属锂负极存在的问题 |
| 1.2.3 金属锂负极的研究进展 |
| 1.3 锂离子电池简介 |
| 1.3.1 锂离子电池的结构及工作原理 |
| 1.3.2 锂离子电池负极材料的研究进展 |
| 1.4 本文选题依据及主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 物化性能表征测试方法 |
| 2.3.1 X-射线粉末衍射分析 |
| 2.3.2 拉曼光谱分析 |
| 2.3.3 傅立叶变换红外光谱分析 |
| 2.3.4 原子力显微镜 |
| 2.3.5 热重分析 |
| 2.3.6 比表面积和孔径分布分析 |
| 2.3.7 X-射线光电子能谱分析 |
| 2.3.8 扫描电子显微镜分析 |
| 2.3.9 透射电子显微镜分析 |
| 2.4 电化学性能测试方法 |
| 2.4.1 电极的制备 |
| 2.4.2 电池的组装 |
| 2.5 电化学性能的表征 |
| 2.5.1 恒流充放电测试 |
| 2.5.2 循环伏安测试 |
| 2.5.3 电化学阻抗测试 |
| 第三章 梯度变化的固态电解质界面膜保护锂金属负极在碳酸酯类电解液中的设计及改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 梯度变化的聚合物-无机物复合固态电解质界面膜(PIG-SEI)保护锂负极的制备 |
| 3.2.2 结构及形貌的表征 |
| 3.2.3 电化学及电池测试 |
| 3.2.4 循环后的电极表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PIG-SEI的结构与形貌表征 |
| 3.3.2 PIG-SEI金属锂的电化学性能的研究 |
| 3.3.3 PIG-SEI金属锂在充放电循环中的机理研究 |
| 3.3.4 PIG-SEI金属锂在LFP和 NCM811 全电池中的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 人工固态电解质界面膜在超薄金属锂负极中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 PEVB-SEI的制备 |
| 4.2.2 结构及形貌的表征 |
| 4.2.3 电化学及电池测试 |
| 4.2.4 循环后的电极表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PEVB-SEI保护的超薄金属锂的结构和形貌表征 |
| 4.3.2 PEVB-SEI金属锂的电化学和物化性能的研究 |
| 4.3.3 PEVB-SEI金属锂组在LFP和 NCM622 全电池中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 人工固态电解质界面膜保护的锂金属负极在醚类电解液中的设计及改性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 PMCN-SEI保护的不同厚度的金属锂的制备 |
| 5.2.2 结构及形貌的表征 |
| 5.2.3 电化学及电池测试 |
| 5.2.4 循环后的电极表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 PMCN-SEI的结构和形貌表征 |
| 5.3.2 PMCN-SEI保护金属锂的电化学和物化表征 |
| 5.3.3 PMCN-SEI保护金属锂在锂硫电池中的电化学性能和物化表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 三维相互嵌入的VPO_4/rGO负极材料在快速充放电锂离子电池中的电化学研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 VG-MS电极材料的制备 |
| 6.2.2 VPO_4材料的制备 |
| 6.2.3 结构和形貌表征 |
| 6.2.4 电化学测试 |
| 6.2.5 循环后的电极表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 VG-MS结构及形貌 |
| 6.3.2 VG-MS的电化学性能测试 |
| 6.3.3 VG-MS的动力学定量分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（5）锂电池正极材料FeS2的合成与改性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 锂离子电池的结构和工作原理 |
| 1.3 锂离子电池的正极材料 |
| 1.4 FeS_2基正极材料面临的关键性问题及改性策略 |
| 1.4.1 多硫化物的“穿梭效应” |
| 1.4.2 体积膨胀 |
| 1.5 合成方法对FeS_2的形貌及电化学性能影响 |
| 1.5.1 水热法 |
| 1.5.2 溶剂热法 |
| 1.5.3 硫化法 |
| 1.5.4 喷雾干燥法 |
| 1.5.5 静电纺丝法 |
| 1.5.6 球磨法 |
| 1.6 本论文的选题依据及研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验药品和试剂 |
| 2.3 实验仪器设备 |
| 2.4 电极片的制备及电池的装配 |
| 2.5 物相表征 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜 |
| 2.5.2 X射线衍射 |
| 2.5.3 透射电子显微镜 |
| 2.5.4 光学显微镜 |
| 2.6 电化学表征 |
| 2.6.1 恒电流充放电 |
| 2.6.2 循环伏安 |
| 2.6.3 交流阻抗 |
| 第三章 合成方法对FeS_2形貌及性能的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 水热法 |
| 3.2.2 静电纺丝法 |
| 3.2.3 高温固相法 |
| 3.2.4 商业FeS_2 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的表征 |
| 3.3.2 电化学性能测试 |
| 3.3.3 电化学动力学性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高温固相法合成固溶体Co_xFe_(1-x)S_2 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的结构表征 |
| 4.3.2 电化学性能测试 |
| 4.3.3 电化学动力学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 化学预嵌锂抑制FeS_2体积膨胀 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 预嵌锂FeS_2过程反应机理 |
| 5.3.2 材料的结构表征 |
| 5.3.3 电化学性能测试 |
| 5.3.4 电化学动力学性能测试 |
| 5.3.5 预嵌锂抑制体积膨胀的机理研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（6）高性能可充电铝硫电池及其关键材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锂硫电池概述 |
| 1.1.1 碳-硫电极的结构设计 |
| 1.1.2 电催化提升锂硫电池性能 |
| 1.1.3 电解液改性的锂硫电池 |
| 1.2 可充电铝电池的发展 |
| 1.2.1. 碳材料 |
| 1.2.2. 金属氧化物和硫化物 |
| 1.3 水系电解液可充电铝电池的发展历程 |
| 1.4 离子液体电解液的可充电铝硫电池 |
| 1.5 选题依据和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验仪器及方法 |
| 2.1 本实验用到的药品 |
| 2.2 本论文用到的实验仪器 |
| 2.3 材料的特殊研究方法 |
| 2.4 电池的性能与组装 |
| 第三章 具有更好循环性能的硫化物电极 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料制备 |
| 3.2.2 结构表征 |
| 3.2.3 电化学性能表征 |
| 3.3 结果讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 含有金属颗粒的碳载体网络提升硫电极循环性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料制备 |
| 4.2.2 结构表征 |
| 4.2.3 电化学表征 |
| 4.2.4 理论计算 |
| 4.3 结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 正极电催化材料的机理与性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料制备 |
| 5.2.2 结构表征 |
| 5.2.3 电化学表征 |
| 5.2.4 理论计算 |
| 5.3 结果讨论 |
| 5.3.1 钴对硫电极的电催化作用 |
| 5.3.2 钴对硫化铝电极循环性能的提升 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的文章和其他研究成果 |
（7）微纳结构的界面调控对锂硫电池电化学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂硫电池简介 |
| 1.2.1 锂硫电池的工作原理 |
| 1.2.2 锂硫存在的问题 |
| 1.3 锂硫研究进展 |
| 1.3.1 复合硫正极改性 |
| 1.3.2 功能化涂层 |
| 1.3.3 功能化隔膜 |
| 1.3.4 负极保护 |
| 1.4 本论文的选题背景和研究内容 |
| 第二章 三维硫载体的极性吸附及其电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 金属氧化物与硫化物纳米结构的合成 |
| 2.2.1 二硫化钨纳米片的合成 |
| 2.2.2 二氧化钛纳米线的合成 |
| 2.3 材料的结构表征与分析 |
| 2.3.1 二硫化钨纳米片的结构表征与分析 |
| 2.3.2 二氧化钛纳米线的结构表征与分析 |
| 2.4 材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 三维集流体正极的制备 |
| 2.4.2 锂硫扣式电池组装 |
| 2.4.3 二硫化钨纳米片的电化学性能分析 |
| 2.4.4 二氧化钛纳米线的电化学性能分析 |
| 2.5 极性材料与多硫化物的结合能计算与吸附性能测试 |
| 2.5.1 二硫化钨纳米片测试 |
| 2.5.2 二氧化钛纳米线测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 多孔硫正极的电化学性能及成核反应动力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高比表面积多孔硫正极的合成 |
| 3.2.1 MXene材料Ti_3C_2T_x的合成 |
| 3.2.2 多孔硫PIP@S的合成 |
| 3.2.3 Ti_3C_2T_x/PIP@S硫正极的合成 |
| 3.3 多孔硫正极材料的结构表征 |
| 3.4 硫化锂的沉积及反应动力学研究 |
| 3.5 多孔硫正极的电化学性能研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多硫化物在隔膜界面处的反应动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功能化石墨烯隔膜的制备 |
| 4.2.1 静电排斥石墨烯复合材料的合成 |
| 4.2.2 功能化石墨烯隔膜的制备 |
| 4.3 功能化石墨烯复合材料的结构表征 |
| 4.4 静电排斥隔膜用于锂硫的电化学性能 |
| 4.5 隔膜界面处多硫化物的反应动力学研究 |
| 4.5.1 原位拉曼光谱用于多硫化物穿梭效应研究 |
| 4.5.2 静电排斥的密度泛函理论计算与界面渗透试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 阻燃高分子隔膜用于锂硫的电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阻燃高分子的合成及测试方法 |
| 5.2.1 阻燃高分子隔膜的制备 |
| 5.2.2 热成像测试 |
| 5.3 阻燃高分子隔膜的结构表征 |
| 5.4 阻燃高分子隔膜的燃烧测试 |
| 5.5 阻燃隔膜用于锂硫的高温稳定性研究 |
| 5.6 阻燃隔膜用于锂硫的电化学性能研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结与创新点 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的部分成果 |
（8）新型苯二硫醇基有机硫化物正极材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 电化学能源发展简介 |
| 1.3 可充放锂电池简介 |
| 1.4 可充放锂电池无机正极材料 |
| 1.4.1 六方层状结构Li MO_2(M=Co,Ni,Mn) |
| 1.4.2六方尖晶石结构LiMn2O_4 |
| 1.4.3 正交橄榄石结构LiFePO_4 |
| 1.4.4 高容量硫正极材料 |
| 1.4.5 高容量氧正极材料 |
| 1.5 可充放锂电池有机正极材料 |
| 1.5.1 羰基化合物 |
| 1.5.1.1 早期小分子羰基化合 |
| 1.5.1.2 聚合醌类化合物 |
| 1.5.1.3 共轭羰基有机锂盐类 |
| 1.5.2 导电聚合物(CPs) |
| 1.5.2.1 聚乙炔(PAc) |
| 1.5.2.2 聚吡咯(PPy) |
| 1.5.2.3 聚苯胺(PAn) |
| 1.5.2.4 聚噻吩(PTh) |
| 1.5.2.5 聚对苯(PPP) |
| 1.5.3 自由基聚合物 |
| 1.5.3.1 TEMPO |
| 1.5.3.2 PTMA |
| 1.5.3.3 PTVE |
| 1.5.3.4 PTPAn |
| 1.5.4 有机硫化合物 |
| 1.5.4.1 早期有机二硫化合物的研究 |
| 1.5.4.1.1 早期小分子有机二硫化合物 |
| 1.5.4.1.2 早期聚有机二硫化合物 |
| 1.5.4.2 DMcT等主链型有机二硫化合物的研究 |
| 1.5.4.2.1 DMcT |
| 1.5.4.2.2 其它主链型有机二硫化物的研究 |
| 1.5.4.3 第二代侧链型有机二硫化合物的研究 |
| 1.5.4.4 有机多硫化物及硒硫化物的研究 |
| 1.6 本文的选题依据和意义 |
| 第二章 实验试剂、仪器及表征方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料表征方法 |
| 2.3.1 液相色谱质谱联用仪 |
| 2.3.2 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.3 拉曼光谱分析 |
| 2.3.4 X射线衍射分析 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱 |
| 2.3.6 扫描电子显微镜 |
| 2.3.7 热重与差热分析 |
| 2.3.8 元素分析仪 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 电池的组装 |
| 2.4.2 循环伏安测试 |
| 2.4.3 恒流充放电测试 |
| 2.4.4 电化学阻抗谱 |
| 第三章 苯二硫锂正极电解液研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 LBDT正极电解液的制备 |
| 3.2.2 典型锂半电池的组装 |
| 3.2.3 电化学表征 |
| 3.2.4 液相色谱质谱(LC-MS)表征 |
| 3.2.5 计算机模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 三种LBDT充放电性能 |
| 3.3.2 1,2-LBDT在锂电池中的氧化还原过程 |
| 3.3.3 1,3-和1,4-LBDT在锂电池中的氧化还原过程 |
| 3.3.4 计算机模拟 |
| 3.3.5 Li/LBDT电池的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 分子间环状多硫化物正极材料研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 ICPSs的合成 |
| 4.2.2 典型锂半电池的组装 |
| 4.2.3 电化学表征 |
| 4.2.4 液相色谱质谱(LC-MS)表征 |
| 4.2.5 计算机模拟 |
| 4.2.6 核磁共振(NMR) |
| 4.2.7 扫描电镜 |
| 4.2.8 元素分析 |
| 4.2.9 红外分析 |
| 4.2.10 拉曼分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 ICPSs结构和形貌表征 |
| 4.3.2 ICPSs的氧化还原性能 |
| 4.3.3 ICPSs的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 固态金属有机硫化合物Sn-(BDT)2正极材料研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Sn-(BDT)2的合成 |
| 5.2.2 典型锂半电池的组装 |
| 5.2.3 电化学表征 |
| 5.2.4 高分辨质谱(MS)表征 |
| 5.2.5 计算机模拟 |
| 5.2.6 扫描电镜 |
| 5.2.7 热重分析 |
| 5.2.8 元素分析 |
| 5.2.9 红外分析 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Sn-(BDT)_2结构和形貌表征 |
| 5.3.2 Sn-(BDT)_2的氧化还原性能和电压曲线 |
| 5.3.3 Sn-(BDT)_2在锂电池中的氧化还原反应 |
| 5.3.4 Sn-(BDT)_2的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 固态金属有机硫化合物Cu[Cu-(BDT))2]正极材料研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 Cu[Cu-(BDT))2]的合成 |
| 6.2.2 典型锂半电池的组装 |
| 6.2.3 电化学表征 |
| 6.2.4 高分辨质谱(MS)表征 |
| 6.2.5 计算机模拟 |
| 6.2.6 扫描电镜 |
| 6.2.7 热重分析 |
| 6.2.8 元素分析 |
| 6.2.9 红外分析 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Cu[Cu-(BDT)_2]结构和形貌表征 |
| 6.3.2 Cu[Cu-(BDT)_2]的氧化还原性能和电压曲线 |
| 6.3.3 Cu[Cu-(BDT)_2]在锂电池中的氧化还原反应 |
| 6.3.4 Cu[Cu-(BDT)_2]的电化学性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士期间所取得的成果 |
| 致谢 |
（9）锂硒电池中功能化有机分子的电化学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 正极材料的发展 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历史 |
| 1.2.2 第二代新型锂硫电池的发展 |
| 1.2.3 有机硫/硒小分子化合物 |
| 1.3 锂电池电解液的开发 |
| 1.3.1 类固态电解质 |
| 1.3.2 液态电解液 |
| 1.3.3 电解液添加剂 |
| 1.4 小结及课题的提出 |
| 第二章 锂电新型杂化正极材料的开发及其电化学机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 常用材料的预处理 |
| 2.3 正极材料的合成方法 |
| 2.3.1 二苯基三硫醚(DPTS)的合成 |
| 2.3.2 纳米硒线(Se)的合成 |
| 2.3.3 Se/CNTs的制备 |
| 2.3.4 电池的组装 |
| 2.3.5 电池的循环性能及电化学测试 |
| 2.4 测试结果与讨论 |
| 2.4.1 正极材料的结构和形貌等测试 |
| 2.4.2 电化学测试 |
| 2.4.3 理论计算模拟动态键(Se-S)的形成 |
| 2.4.4 测试结果的总结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 在电解液中引入功能化有机添加剂DPDSe对锂硒电池的电化学影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 材料的合成及电池的制备 |
| 3.3.1 制备含有添加剂的正极电解液 |
| 3.3.2 电池的组装 |
| 3.4 电池性能优化 |
| 3.4.1 对功能化电解液添加剂(DPDSe)用量的优化及分析 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 正极材料的形貌,结构等基础表征测试 |
| 3.5.2 循环伏安测试及充放电曲线分析 |
| 3.5.3 循环稳定性测试及分析 |
| 3.5.4 电化学测试及讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（10）过渡金属基纳米催化材料构筑高性能锂硫电池正极（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 锂硫电池概述 |
| 1.2.1 锂硫电池的发展历程 |
| 1.2.1.1 早期发展 |
| 1.2.1.2 近期发展 |
| 1.2.2 锂硫电池的结构及工作原理 |
| 1.2.2.1 大分子硫正极及工作原理 |
| 1.2.2.2 小分子硫正极及工作原理 |
| 1.2.2.3 金属硫化物正极及工作原理 |
| 1.2.2.4 有机硫化物正极及工作原理 |
| 1.2.3 锂硫电池面临的主要挑战 |
| 1.3 锂硫电池的研究现状 |
| 1.3.1 锂硫电池正极的研究进展 |
| 1.3.1.1 碳基复合材料的研究进展 |
| 1.3.1.2 过渡金属基复合材料的研究进展 |
| 1.3.2 锂硫电池负极的研究进展 |
| 1.3.3 锂硫电池电解液的研究进展 |
| 1.4 本课题的选题意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 本课题的选题意义 |
| 1.4.2 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 实验技术与测试方法 |
| 2.1 实验试剂及实验仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料结构与形貌的表征 |
| 2.3 电极的制备与电化学测试 |
| 2.3.1 电极制备与电池组装 |
| 2.3.2 电化学测试 |
| 第三章 三维互联碳网负载Co_3Se_4纳米颗粒的制备及作为硫基质的电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 氮掺杂三维互联碳网的制备 |
| 3.2.2 氮掺杂三维互联碳网负载Co_3Se_4纳米颗粒的制备 |
| 3.2.3 氮掺杂三维互联碳网负载Co_3Se_4纳米颗粒的灌硫处理 |
| 3.2.4 Li_2S_6吸附实验 |
| 3.2.5 扣式电池的组装及电化学测试 |
| 3.2.6 对称电池的组装 |
| 3.2.7 多硫化物吸附能的理论模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 N-CN及负载Co_3Se_4后的形貌与组分表征 |
| 3.3.2 N-CN@Co_3Se_4灌硫后的形貌与组分表征 |
| 3.3.3多硫化物吸附实验 |
| 3.3.4 多硫化物吸附能的理论计算 |
| 3.3.5 N-CN@Co_3Se_4灌硫后的电化学性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳纳米管负载CdS量子点的制备及作为硫基质的电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 CdS量子点的制备 |
| 4.2.2 CNT/CdS-QDs/S的制备 |
| 4.2.3 扣式电池的组装及电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 灌硫前后CNT/CdS-QDs的形貌与组分表征 |
| 4.3.2 CNT/CdS-QDs/S的电化学性能表征 |
| 4.3.3 电化学反应机理的探讨 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高导电过渡金属基MOF的制备及作为硫基质的电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 Ni_3(HITP)_2的合成 |
| 5.2.3 Ni_3(BTC)_2与ZIF-67的合成 |
| 5.2.4 S@Ni_3(HITP)_2、S@Ni_3(BTC)_2、S@ZIF-67和S@CNT的合成 |
| 5.2.5 多硫化物吸附实验 |
| 5.2.6 扣式电池的组装与电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ni_3(HITP)_2的形貌与组分表征 |
| 5.3.2 Ni_3(HITP)_2灌硫后的形貌与组分表征 |
| 5.3.3 乙炔黑作导电剂的S@Ni_3(HITP)_2正极的电化学性能 |
| 5.3.4 CNT作导电剂的S@Ni_3(HITP)_2正极的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及申请的专利 |
| 致谢 |
四、锂电池正极材料有机多硫化物的展望（论文参考文献）
- [1]硫化物基固体电解质及界面研究[D]. 伊竟广. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]Ti3C2Tx MXene及其衍生物抑制锂硫电池穿梭效应的研究[D]. 范业鹏. 广西大学, 2021(12)
- [3]锂电池电极材料的微观结构调控和电化学性能优化[D]. 杨映晖. 山东大学, 2021(10)
- [4]高比能锂电池金属锂负极及磷酸钒负极的制备和改性研究[D]. 卢微. 东北师范大学, 2021(09)
- [5]锂电池正极材料FeS2的合成与改性[D]. 李莉. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]高性能可充电铝硫电池及其关键材料研究[D]. 郭跃. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]微纳结构的界面调控对锂硫电池电化学性能的影响[D]. 雷天宇. 电子科技大学, 2020(03)
- [8]新型苯二硫醇基有机硫化物正极材料研究[D]. 李凤丽. 郑州大学, 2020(02)
- [9]锂硒电池中功能化有机分子的电化学研究[D]. 赵佳伟. 郑州大学, 2020(02)
- [10]过渡金属基纳米催化材料构筑高性能锂硫电池正极[D]. 蔡冬. 吉林大学, 2020(08)