用殼聚糖改善鋰-硫電池電化學(xué)性能.pdf

1、鋰-硫電池因其高能量密度和高比容量而成為了下一代二次電池的研究熱點。但其存在著循環(huán)性能差和活性物質(zhì)硫利用率不高等缺陷，限制了其商業(yè)化進程。多硫化鋰易溶于電解液是造成以上缺點的主要原因。本文借助殼聚糖分子鏈上含有的羥基和氨基等官能團，改善了鋰-硫電池的電化學(xué)性能。
　　首先將殼聚糖作為硫正極添加劑，考察了其用量對正極結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，揭示了其影響規(guī)律。證明了殼聚糖在正極中的加入不但提高了電池的放電比容量，而且改善了其循環(huán)性能:

2、在0.1C時，鋰-硫電池的初始放電比容量可以達到1145mAh/g;在0.5C和1C下，100次循環(huán)之后，可逆比容量分別可以達到在680mAh/g和647mAh/g，遠高于普通正極性能。殼聚糖能夠有效地抑制長鏈多硫化物向電解液的溶解，提高了電池的活性物質(zhì)硫的使用率。
　　其次，為了進一步發(fā)揮殼聚糖的吸附作用，將其作為吸附添加劑，設(shè)計制備了隔膜隔膜涂層，且實現(xiàn)了涂層超薄化(1.5μm)。通過電化學(xué)性能測試和隔膜的結(jié)構(gòu)表征證明，這種改

3、性隔膜能夠有效抑制“穿梭效應(yīng)”，提高電池循環(huán)穩(wěn)定性。在0.2C、0.5C和1C條件下，初始放電比容量分別可以達到1158mAh/g、837mAh/g和834mAh/g;在0.5C下，100次循環(huán)后，可逆比容量仍然保持830mAh/g;1C條件下200次循環(huán)后，放電比容量仍然保持有675mAh/g。
　　最后，通過交流阻抗法研究了鋰-硫電池的放電過程，證明了應(yīng)用殼聚糖作為隔膜添加劑能夠有效減小電解液阻抗、固態(tài)電解液界面膜阻抗和電荷轉(zhuǎn)