硫(1672 mAh g^-1)、硅(4200 mAh g^-1)等被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的二次鋰電池材料而受到廣泛的關(guān)注。但是由這些材料本身的性質(zhì)引發(fā)的問(wèn)題影響著其電化學(xué)性能,因此限制了這些材料的使用。硫電極在使用中受到了“飛梭效應(yīng)”的影響,硅在充放電過(guò)程中經(jīng)歷了巨大的體積膨脹(可達(dá)到300%),這都會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)的不可逆損失從而嚴(yán)重影響了電池壽命。聚合物材料在電池多個(gè)組分中發(fā)揮著重要的作用,為電極中的顆粒提供內(nèi)聚力以及它們與金屬集流體的粘合力,為儲(chǔ)能設(shè)備提供結(jié)構(gòu)支撐,附著力。因此,利用功能性的聚合物解決高比容量電極材料里關(guān)鍵問(wèn)題這一策略表現(xiàn)出了很大的潛力。本文利用了聚合物特性設(shè)計(jì)電極的結(jié)構(gòu),以解決限制高能量密度二次電池發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題為目的進(jìn)行了以下工作:(1)針對(duì)硫正極中存在的“飛梭效應(yīng)”,我們受親和膜色譜分離法的啟發(fā),設(shè)計(jì)了一種親和膜內(nèi)置電極,并利用海藻酸鈉的凝膠性,使用交聯(lián)法實(shí)現(xiàn)了電極內(nèi)親和膜的原位構(gòu)建和層數(shù)調(diào)控。同時(shí)海藻酸鈉對(duì)多硫化物具有很強(qiáng)的吸附力,因此該結(jié)構(gòu)可以兼顧對(duì)多硫化物飛梭的抑制和離子傳輸能力。該電極可以有效地改善鋰硫電池的電化...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 引言
    1.2 高比容量活性物質(zhì)用作鋰電池電極
        1.2.1 電極在電池內(nèi)的反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 硫正極存在的問(wèn)題
        1.2.3 硅負(fù)極存在的問(wèn)題
        1.2.4 有效應(yīng)對(duì)策略
    1.3 高能量密度電池中的聚合物策略
        1.3.1 硫正極
        1.3.2 硅負(fù)極
    1.4 選題意義及研究思路
第二章 親和膜內(nèi)置電極抑制硫正極多硫化物飛梭
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 親和膜內(nèi)置電極的制備
        2.2.4 物理化學(xué)表征
        2.2.5 電化學(xué)性能表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 微觀形貌的表征
        2.3.2 親和膜的可控調(diào)節(jié)
        2.3.3 親和膜的作用機(jī)理
        2.3.4 電化學(xué)性能的研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 高彈性集流體適應(yīng)硅負(fù)極體積膨脹
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 高彈性集流體的制備
        3.2.4 物理化學(xué)表征
        3.2.5 電化學(xué)性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 微觀形貌的表征
        3.3.2 高彈性聚合物的表征
        3.3.3 機(jī)械性能的研究
        3.3.4 電化學(xué)性能的研究
        3.3.5 循環(huán)過(guò)程中電極形貌的表征
        3.3.6 電池柔性表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3983654