硫碳改性制備鋰硫電池的研究.pdf

1、高能量密度鋰硫電池由于其原料來源豐富,價(jià)格低廉,無污染,安全性高等優(yōu)點(diǎn)一直備受關(guān)注,但硫自身導(dǎo)電性差和活性物質(zhì)可溶性缺陷一直阻礙其實(shí)際應(yīng)用的步伐。利用金屬自身導(dǎo)電性好和碳材料比表面積大,化學(xué)性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)合成了碳納米纖維/鎳管復(fù)合材料,采用XRD、SEM、EDS等測試手段對復(fù)合纖維材料進(jìn)行表征,通過電池循環(huán)測試系統(tǒng)及電化學(xué)工作站對所組裝電池進(jìn)行性能的研究。主要研究內(nèi)容包括：
　?、磐ㄟ^化學(xué)鍍在化纖布表面覆蓋均勻鎳層,去除基體

2、后獲得中空纖維狀金屬鎳管,利用掃描電子顯微鏡觀察鎳?yán)w維管表面形貌,中空纖維鎳管孔徑在10μm左右。將其置于化學(xué)氣相沉積裝置,調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)奶細(xì)浔燃皽囟葪l件使其表面進(jìn)行碳纖維生長;隨著微波功率和碳含量的變化,纖維表面形貌也發(fā)生改變;當(dāng)微波功率為500W,氣壓4.0KPa,H2與CH4體積流量比100/6,鎳?yán)w維管表面和端口內(nèi)壁可沉積形貌良好的碳納米纖維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架;其中碳納米纖維的直徑在50nm左右,纖維厚度約為3μm,端口內(nèi)壁沉積深度可達(dá)10μ

3、m。X射線衍射測試結(jié)果表明復(fù)合纖維成分為碳納米纖維、Ni和Ni3P合金相,其中碳納米纖維表現(xiàn)為石墨相。
　?、浦苽洳煌技{米纖維/鎳管添加量的含硫復(fù)合纖維正極,組裝成扣式電池并進(jìn)行測試。結(jié)果表明,添加量在5％以上的復(fù)合纖維硫正極,放電性能有明顯改善。當(dāng)放電電流為200mA/g時(shí),含量在7%的復(fù)合纖維正極電化學(xué)性能較好,其首次放電比容量可達(dá)1059.9mAh/g,循環(huán)30次以后放電比容量為750.5mAh/g,在0.5C電流密度下仍