鋰-硫電池石墨烯包覆網(wǎng)絡(luò)核殼結(jié)構(gòu)正極材料及粘合劑的研究.pdf

1、鋰-硫電池由于活性物質(zhì)及其終產(chǎn)物的導(dǎo)電性差、正極結(jié)構(gòu)在充放電時膨脹/收縮、中間產(chǎn)物溶解擴(kuò)散引起的穿梭效應(yīng)等問題，其實際應(yīng)用的道路阻礙重重。本論文針對正極材料及粘合劑開展了研究工作:
　　(1)石墨烯包覆網(wǎng)絡(luò)核殼結(jié)構(gòu)正極材料的研究。乙炔黑表面接枝聚苯胺后原位沉硫，并采用了兩種方法形成外殼:一是溶液法制備還原氧化石墨烯包覆的Cp-S@RGO復(fù)合材料;二是以膨脹石墨為原料，采用機(jī)械剝離法原位制備石墨烯包覆的Cp-S@G復(fù)合材料。測試結(jié)果

2、表明，(a)高含硫量（86％，wt％）的Cp-S@RGO復(fù)合材料，在100mAg-1下恒流充放電，首放比容量達(dá)到1103mAhg-1，循環(huán)100次后比容量保持有722mAhg-1，循環(huán)性能與未包覆GO的Cp-S及包覆但未還原的Cp-S@GO復(fù)合材料比較有顯著的提高。(b)用膨脹石墨的加入量可以調(diào)控所制材料的包覆量，在5％-15％的范圍內(nèi)，膨脹石墨的加入量越多，剝離下來的石墨烯包覆層數(shù)就越厚，從而影響其電化學(xué)性能的發(fā)揮。當(dāng)包覆量為5％時，

3、材料的循環(huán)穩(wěn)定性最佳。
　　(2)水性粘合劑的研究。考察了以LA132、海藻酸鈉和β-環(huán)糊精水溶液為粘合劑對硫正極性能的影響，并將其與通用的PVDF進(jìn)行了對比，揭示了其影響規(guī)律。在電流密度100 mAg-1下測試正極的循環(huán)穩(wěn)定性能發(fā)現(xiàn)，β-環(huán)糊精、LA132和海藻酸鈉粘合劑均比PVDF有所提高，且性能依次提高，海藻酸鈉為粘合劑正極在115次循環(huán)后容量還保持在757 mAhg-1，顯示了明顯的穩(wěn)定性優(yōu)勢，同時倍率性能的測試結(jié)果表明，