添加劑對(duì)鋰硫電池電化學(xué)性能影響的研究.pdf

1、鋰硫二次電池由于具有1675 mAh g1較高的理論比容量，并且采用的單質(zhì)硫原料具有廉價(jià)易得，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，逐漸發(fā)展成為近年來(lái)在高儲(chǔ)能電池體系方面的研究熱點(diǎn)之一。隨著研究的深入，鋰硫電池存在的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)：一方面是單質(zhì)硫以及放電終產(chǎn)物L(fēng)i2S2/Li2S的電子離子絕緣性使電池的電阻比較大；另外一方面，也是鋰硫電池存在的比較重要的一個(gè)問(wèn)題是，鋰硫電池在充放電過(guò)程當(dāng)中的產(chǎn)物（多硫化物）有一部分是容易溶解在電解液中的，這樣就容易造成

2、多硫化物的“穿梭效應(yīng)”，使得正極的活性物質(zhì)不斷地流失，使得鋰硫電池的循環(huán)性能也會(huì)隨之下降。
　　為了改善鋰硫電池的電化學(xué)性能，本論文將介孔分子篩SBA-15添加在鋰硫電池的硫電極中，希望通過(guò)SBA-15的吸附作用在一定程度上來(lái)抑制多硫化物的“穿梭效應(yīng)”。通過(guò)一系列物理測(cè)試表明 SBA-15對(duì)多硫化物具有吸附作用，電化學(xué)測(cè)試表明，添加1％ SBA-15的SCS-1電池展現(xiàn)出良好的循環(huán)、倍率等電化學(xué)性能。SCS-1電池第300圈循環(huán)時(shí)

3、的放電比容量比未添加SBA-15的SC電池的放電比容量提高了200 mAh g1左右，添加1.5%SBA-15的SCS-1.5電池的電化學(xué)性能相比較SCS-1電池來(lái)說(shuō)提高的不是很明顯，這是由于SBA-15的導(dǎo)電性差，添加過(guò)多的SBA-15會(huì)增加電池電阻而影響電池性能。因此，在硫電極中添加1%SBA-15有利于減少多硫化物的“穿梭效應(yīng)”，有利于鋰硫電池電化學(xué)性能的提高。
　　金屬鉑以及它的合金由于良好的催化性能，尤其是對(duì)析氧反應(yīng)的催

4、化作用而被廣泛的應(yīng)用在燃料電池中，由于硫元素和氧元素在元素周期表中屬于同一主族因而在化學(xué)性質(zhì)方面它們有很多相似之處，因此，本論文將一定量的鉑碳材料加入到硫電極中來(lái)研究鉑對(duì)硫電極的電催化作用。經(jīng)過(guò)物理及電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Pt對(duì)硫電極具有電催化作用，該作用表現(xiàn)在電池充電以及放電過(guò)程中 Pt對(duì)硫以及Li2S2/Li2S的吸附作用，該吸附作用對(duì)硫轉(zhuǎn)化成Li2S2/Li2S以及反過(guò)程均具有促進(jìn)作用。此外，Pt的添加還可以在一定程度上增加極片的導(dǎo)電性