基于碳硫复合材料在锂硫电池正极中的研究-开题报告终极版PPT.pptxVIP

报告人：陈平平 基于碳硫复合材料在锂硫电池正极中的研究 绪论 研究方法 与思路 研究小结 研究背景 锂硫电池因具有较高的理论比容量，比能量而成为目前最具开发前景的二次电池体系之一。 01 LOREM IPSUM LOREM IPSUM 锂硫电池的优势和挑战 锂硫电池 研究背景 锂硫电池正极反应的基本原理 Stepi 生成的长链多硫化物易溶电解液造成的“穿梭效应”和 stepii 生成导电性差的终极产物是造成容量损失的主要原因。 微孔碳材料 guo,et al. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18510−18513 W. Zhang et al. Electrochimica Acta 87 (2013) 497– 502 优势：在充放电过程中能够保持极高的库伦效率以及长周期的循环稳定性。 缺点：载硫量低硫含量较低( 40% ) ，电子离子传输通道受限 孔径：2-0.5nm 介孔碳材料 国内外的研究情况 Nazer, et al.Nature Materials，2009，8( 6) : 500-506． 介孔储硫的主要优势在于其可以明显提高硫的负载量及拥有发达的离子通道，对发挥锂硫电池高能量密度的优势。 Cuiwen Li, et al．ACS Applied Materials ＆ Interfaces，2013，5( 6) : 2208-2213． 多孔碳材料 Xiaogang Zhang et al，ACS Applied Materials ＆Interfaces，2014，6( 1) : 194-199． 多孔材料： 优点：微孔、介孔、大孔相互贯通，微孔提供电化学反应界面,维持容量、介孔提供扩散通道、有利于提高初始容量，大孔提供活性反应物储存空间，则有望实现硫在多孔碳上的进一步高效利用。 缺点：紧靠物理抑制多硫化物溶解穿梭有限。 S: 84 wt % 58.8 wt % O.5C 氮掺杂碳硫复合材料 Donghai Wang，et al，Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 1243–1250 Donghai Wang et al ,Angew. Chem. 2015, 127, 1 – 6 验证了含氮官能团的引入能够有化学效束缚多硫化物的迁移 Donghui Long et al,ACS Applied M aterials ＆ Interfaces，2013，5( 12) : 5630-5638． 前驱体：三聚氰胺、酚醛树脂, 致孔剂：si02 多孔碳杂化材料 Qiang Zhang et al , Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2772–2781 多孔炭具有丰富的孔道结构和大的比表面积。让其与不同种类基体材料的高效杂化，充分发挥多孔碳质材料在锂硫电池的优势。 其他体系，石墨烯-介孔碳复合材料、石墨烯-多孔炭、碳纳米管-微孔炭、石 墨 烯-纳 米 纤 维、金属氧化物-多 孔 碳纤维等通过碳结构杂化进一步提升其对穿梭效应的控制，实现硫材料的高效利用。 研究目的 vigorous stirring evaporation 600-900℃ doped carbon removal of templates 实验方案 材料的比表面积与孔径分布分析 材料的形貌分析 SEM 可行性探究 研究方法与思路 电压-容量曲线 循环寿命及库伦效率曲线 S 含量70 % 从该碳材料多孔形貌，以及在含70%硫的情况下表现的电化学性能，该碳材料作为基体具有一定的研究价值，后期主要以提高循环寿命为主要探究对象对其进行进一步完善。