二氧化锰改性锂硫电池正极材料的制备及其电化学性能研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshizhuwoshizhu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
面对当前严峻的环境污染和能源紧缺问题,人们急需开发出一种新型的储能装置,而目前锂离子电池因其低的理论比容量,不能满足未来对能源的需求。锂硫电池不仅具有1675 mAh·g-1的理论比容量,而且有成本低、安全、环境友好等特点,成为解决上述问题的关键。然而,锂硫电池仍然存在许多问题,如硫正极导电性差、体积膨胀、多硫化物的溶解引发“穿梭效应”和负极锂枝晶等问题,严重阻碍了锂硫电池的商业化进程。  针对锂硫电池存在的问题,本文利用二氧化锰对多硫化物强的化学吸附作用。将其包覆在硫颗粒上,制备了硫/二氧化锰复合材料,同时在此基础上引入碳纳米管,合成了二氧化锰包覆的硫/碳纳米管复合材料。然后对复合材料进行相关性能测试,研究二氧化锰的包覆对复合材料电极性能的影响。具体研究内容如下:  (1)采用高锰酸钾受热分解的方法,将生成的二氧化锰分别包覆在自制纳米硫和升华硫上,制备了二氧化锰/自制纳米硫(MnO2/S(h))和二氧化锰/升华硫(MnO2/S(s))复合材料。通过相关物理表征和电化学性能测试,研究了二氧化锰包覆不同类型硫的性能,及不同比例的二氧化锰包覆升华硫对其性能的影响。测试结果表明, MnO2/S(s)和 MnO2/S(h)复合材料电极0.01C倍率下,首次放电比容量分别为1191.15 mAh·g-1和865.05 mAh·g-1,可以看出 MnO2/S(h)复合材料有更高的首次放电容量。后对比2.45%和7.58%的 MnO2包覆升华硫,发现2.45% MnO2/S(s)首次放电比容量比7.58%提高了39.1%,循环50次后容量保持率提高了2.06%,这说明2.45%的 MnO2在复合材料中是适量的,有效地提高了电池的放电比容量和循环稳定性。此外,纯 MnO2包覆硫颗粒造成了电极反应动力学较慢。  (2)为改善二氧化锰/硫复合材料的导电性能,在此基础上引入多壁碳纳米管,首先将碳纳米管与硫共熔复合,后在其表面包覆一层二氧化锰,制备了二氧化锰包覆的碳纳米管/硫(MnO2@MWCNT-S)复合材料。经过物理表征和电化学性能测试,探讨了二氧化锰及不同比例的二氧化锰包覆对复合材料性能的影响。经电化学测试,5%MnO2@MWCNT-S复合材料在0.1 C倍率下,首次充放电比容量达到1148.98 mAh·g-1,循环100次后,容量依然保持在560.04 mAh·g-1。相比 MWCNT-S和10% MnO2@MWCNT-S复合材料首次放电容量分别提高了29.07%和23.7%。这说明5%的 MnO2包覆是合适的,并显著地提高了电池的电化学性能。
其他文献
在《秘书工作》创刊35周年之际,谨致以诚挚热烈的祝贺!rn《秘书工作》作为服务党委办公厅系统交流工作的一个载体,多年来,特别是党的十八大以来,围绕中心、服务大局,在推动党
期刊
从事党委办公厅工作多年来,《秘书工作》如同良师益友,一直陪伴着我,每次翻开它,总能得到启迪、获得教益.rn《秘书工作》可以说是国内影响力最大的办公厅(室)工作类期刊,是全
期刊
纳米氧化铁由于原料丰富、化学性质稳定,在工业生活中有着广泛的应用。本文在综述纳米材料的制备方法基础上,以规模化制备纳米氧化铁为研究目标,采用液相沉淀-喷雾干燥法制备纳米氧化铁材料,进而研究了多种形貌的氧化铁作为锂离子电池负极材料的电化学性能。论文采用X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜、热重等多种现代材料测试分析手段以及恒电流充放电、循环伏安法等电化学测试技术,研究了饱和FeCl3溶液和氨水的比例、
35年辛勤耕耘、砥砺奋进,《秘书工作》已成为一面鲜艳旗帜,挺立在秘书工作队伍的前方,指引方向,凝聚力量.《秘书工作》是一块坚强阵地,融思想性、知识性、指导性、实用性于一
期刊
近来,跨太平洋伙伴关系协定(简称TPP)在社会引起了热议,社会舆论普遍认为,TPP协定如达成生效,将会对中国经济发展造成很大影响。但实际上,切不可把TPP视为一种限制中国发展的
本文通过对荣华二采区10
《秘书工作》创刊35周年之际,谨致以诚挚祝贺!rn创刊35年来,《秘书工作》与广大秘书工作者共同见证了中国特色社会主义发展的伟大进程,见证了党办系统“三服务”事业改革创新
期刊
“读你千遍也不厌倦,读你的感觉像春天……”在《秘书工作》35岁生日之际,手捧心爱的杂志,回想一起走过相识、相知、相伴的岁月,这首动人的旋律一直萦绕心间.rn相识.2012年年
期刊
习近平总书记在全国抗击新冠肺炎疫情表彰大会上的重要讲话中强调,坚持底线思维、增强忧患意识,有效防范和化解前进道路上的各种风险.中央和国家机关作为践行“两个维护”的
期刊
人这一生,会遇到很多良师益友,《秘书工作》就是我的好老师.rn时光荏苒,我在秘书战线已工作27年,近三十年办公厅(室)生涯,对我影响和帮助最大的就是这位好老师.记得大学毕业
期刊