鋰硫電池含硫正極材料及電化學阻抗特性研究.pdf

1、鋰硫電池是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮坞姵?。它具有能量密度高、資源豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點。但是，由于硫和固態(tài)放電產物為電子絕緣體、中間產物易溶于電解液、充放電過程存在體積效應，鋰硫電池面臨活性物質利用率低、循環(huán)衰減快等問題。針對上述問題，本論文從含硫正極材料的制備及改性、制備工藝和電化學阻抗等角度開展了一些探索研究。具體工作內容和主要結論如下:
　　(1)氣相沉積碳纖維(VGCF)具有高導電性和大長徑比，易形成三維導電網絡。本文將V

2、GCF作為載硫碳基體，并先通過KOH活化對VGCF進行造孔預處理得到aVGCF。結果表明，活化后aVGCF的比表面積和孔容增加，通過加熱熔融硫能在aVGCF的孔隙中均勻分散。由于aVGCF基體的高導電性、多孔結構和三維網絡結構有利于傳輸電子、吸附聚硫鋰并抑制殘存硫化鋰鈍化層的形成，S-aVGCF復合正極表現出較優(yōu)的電化學可逆性和活性物質利用率。
　　(2)采用甲苯浸漬工藝對硫-活性炭(S-AC)復合材料進行處理，同時期望利用活性炭

3、的強吸附能力將甲苯引入S-AC復合材料的孔隙中。結果表明，甲苯浸漬可以有效浸出硫、優(yōu)化硫的分布;復合材料中有甲苯存在。盡管甲苯的引入使電極的電化學可逆性變差，但是不影響循環(huán)穩(wěn)定性，并且甲苯的引入有利于高放電平臺的反應，能顯著提高復合材料的活性物質利用率。
　　(3)采用電化學交流阻抗測試考察了鋰硫電池在不同溫度、不同放電深度和不同循環(huán)次數下的阻抗行為，對其阻抗譜的半圓歸屬問題進行了探討，并對鋰硫電池的容量衰減機制進行了分析。結果表