聚合物多孔炭的制備及鋰硫電池性能研究.pdf

1、經(jīng)過20多年的發(fā)展，傳統(tǒng)的脫/嵌型鋰離子電池在能量密度方面，幾乎已經(jīng)達到了它的理論極限值，但是仍然不能滿足高速發(fā)展的電子工業(yè)和新興的電動汽車等行業(yè)的要求，尋找具有更高能量密度的電池系統(tǒng)迫在眉睫。鋰硫電池其理論能量密度高達2600Wh·kg-1，且成本低廉、環(huán)境友好。有望成為替代鋰離子電池的新一代二次電池。但是鋰硫電池存在單質(zhì)硫的絕緣性、充放電過程中體積膨脹、容量衰減等問題，這些關(guān)鍵問題嚴重阻礙了鋰硫電池的實用化。圍繞硫電極存在的關(guān)鍵問題

2、.本論文以發(fā)展高性能硫正極為目的，制備出了具有特殊納米結(jié)構(gòu)的多孔炭材料作為硫的載體，得到炭-硫復(fù)合正極材料，改善鋰硫電池的性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.通過簡單的方法制備出具有大比表面積和豐富貫通孔道的聚合物多孔炭(PPC500)。負載硫之后得到含硫量為75wt％的復(fù)合正極材料SPPC500，單質(zhì)硫在SPPC500體系中分散均勻。但化學測試結(jié)果表明SPPC500正極具有良好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。在0.2C倍率下，首次放

3、電比容量高達1397.3mAhg-1，達到理論容量的83.4％。在0.5C下循環(huán)超過1000圈，平均衰減率為0.074％。
　　2.采用簡單地聚合反應(yīng)的方法制備了氮原子雜化的聚合物多孔炭(NPPC)，隨后通過熔融擴散的方法得到復(fù)合材料SNPPC。合適的氮含量（4.06wt％）能夠有效地改善載體材料的導(dǎo)電性，同時氮原子的存在可以增強聚合物多孔炭表面對聚硫離子的吸附作用，從而有效抑制多硫化的溶解擴散。含硫量為72wt％的SNPPC，在