2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,鋰硫電池由于具有較高的理論比容量(1675mAh/g)和比能量(2600Wh/kg),以及原料價格低廉和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),從而受到了人們的廣泛地關(guān)注。但是硫和硫化鋰的絕緣性、穿梭效應(yīng)以及體積膨脹這三個難題極大地限制了鋰硫電池的發(fā)展。為了解決上述難題,提高鋰硫電池的電化學(xué)性能,本文研究了多壁碳納米管(MWCNTs)、聚苯胺(PANI)以及聚苯胺碳化后的多孔碳材料(CPANI)在鋰硫電池正極材料制備過程中的應(yīng)用,并對所制備的正極材料進(jìn)

2、行了物理表征和電化學(xué)性能測試。
  本論文通過簡單的球磨和熱處理過程制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的S/MWCNTs正極材料,然后在S/MWCNTs正極材料的表面通過化學(xué)氧化聚合反應(yīng)原位包覆一層PANI,得到具有雙核殼結(jié)構(gòu)的PANI/S/MWCNTs正極材料。熱重測試(TG)表明PANI/S/MWCNTs材料的含硫量可達(dá)68%。電化學(xué)性能測試表明,0.2C電流密度下首次放電比容量為1151mAh/g,循環(huán)80次后放電比容量為835mAh/g,

3、具有較高的容量保持率(72.2%)。結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜(FTIR)以及交流阻抗測試(EIS)分析,主要是由于在S/MWCNTs正極材料表面形成完整均勻的PANI包覆層,該包覆層不僅能夠提高正極材料的導(dǎo)電性,還能夠有效地抑制多硫化鋰的溶解。
  通過苯胺單體和過硫酸銨的快速混合反應(yīng)法制備得到PANI纖維,并在惰性氣氛下對獲得的PANI纖維進(jìn)行碳化處理,獲得多孔碳材料CPANI,最后通過催

4、化裂解法在CPANI纖維表面生長碳納米管(CNTs),得到復(fù)合碳材料CPANI-CNTs,與單質(zhì)硫復(fù)合后得到正極材料CPANI-CNTs-S。電化學(xué)性能測試表明,在0.5C和1C放電倍率下的首次放電比容量分別為1094mAh/g和941mAh/g,0.5C循環(huán)150次之后放電比容量保持在711mAh/g,容量保持率為65%,1C循環(huán)300次之后放電比容量保持在654mAh/g,容量保持率為64%。這主要是由于CNTs的引入會提高了材料的

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