锂硫电池正极的研究进展 精选文档.ppt

锂硫电池正极的研究SeminarII报告内容?研究背景?高比能量电池的需求?锂硫电池基本原理?锂硫电池的优点及存在的问题?锂硫电池正极的研究进展?硫/碳材料复合电极?硫/导电聚合物复合电极?新结构体系中的正极材料?锂硫电池及其正极的展望CO2排放污染物排放EV零排放续航能力有限高能电池的需求电池容量能量密度进一步提高现有的锂离子电池受正极材料的限制,电池的能量密度很难有大的突破,而锂硫电池以S为正极,理论能量密度可达2600Wh/kg。另外,电子产品的飞速发展,对高能电池的需求也日益增长,开发高比能量电池具有很好的应用前景锂硫电池的基本原理ChargeDischargeiiiiii428SLi2e4Li4S?????2242SL4e4Li4SLi2?????SL8e8Li8SLi4222?????Stepi:Stepii:Stepiii:SLieLiSChDisch2/881616?????????????????eLiLiDisch161616Ch/Anode:Cathode:al,,9(1983)281-287Jietal,.,2019,20,9821-9826Li+SLi2Sxee+-LianodeScathode锂硫电池的优势和挑战锂硫电池元素硫的导电性差环境友好电解液的稳定性正极采用硫成本低高比能量锂负极的枝晶问题Sx2-的穿梭循环容量衰减自放电严重活性物质利用率低2600Whkg-1Li-S电池容量衰减?positionS:C:binder=84:12:4theorycapacity:1404?Dischargeandcharge:()Cutoffvoltage:,:1stcycle:50%(710mAh/g)50thcycle:16%(230mAh/g).,151(12)A2067-A2073(2019)锂硫电池复合正极材料?硫碳复合材料?硫-碳纳米管复合正极材料?硫-介孔碳复合正极材料?高孔率碳材料?分级介孔碳材料?硫-导电聚合物复合正极材料?S/导电聚合物材料?含S-C化学键的导电材料?新结构体系的正极材料S/TS/TS?T采用浓HNO3处理增加表面官能团,T的接触?T担载纳米硫?纳米硫的粒径50-100nm?S/al,ElectrochimicaActa55(2019)8062–T的接触,进而提高复合材料中活性物质的利用率和提高导电性。S/T复合正极材料NanoS+ACS/T1270mAhg-11150mAhg-1900mAhg-11380mAhg-11330mAhg-11210mAhg-1电池首循环放电曲线a100mAg-1,b200mAg-1,c300mAg-1S/TNanoS+AC电池循环性能曲线a100mAg-1,b200mAg-1,c300mAg-T担载硫复合材料为正极的电池初始性能和循环性能均优于纳米S和活性碳混合,而且显示更优的大电流放电性能。这是由于碳纳米管具有更好的导电结构,HNO3处理后的碳纳米管为硫提供更多吸附位,降低了多硫离子的溶解。高孔率碳-硫复合正极材料HPCHPC+57wt%SHPC+75wt%/g无明显变化多孔碳出现碎片TEMofHPCPAN与碳酸钠750℃高温下得到高孔率碳HPCLaietal,,113,4712–4716