锂硫电池正极材料的制备以及电化学性能研究

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1、学号；Ｙ３０Ｗ１０４．＾＾ｋｃＳｆｆ５页±学位论文裡硫电池正极材料的制备化及论文题目：电化学性能研究学科专业：材料化学王程新型炭材料硏究方向：论文作者：陶颖卿指导教师：乔文明教授定稿２（Ｕ７０５１３日期：年月曰学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分肉容编入有关数据库进巧检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制

2、手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：不保密□保密，保密期（年月日至年月日）＿＿＿＿＿＿学位论文作者签名：指导老师签名；＾曰期！：＞年：月曰曰期；＞／年ｊｆ月倍曰／Ｊ３Ｊ＇ＴＭ９１２分类号：：密级ＵＤＣ：华东理工大学学位论文裡硫电池正极材料的制备Ｗ及电化学性能研究陶颖卿指导教师姓名：乔文明教授华东理工大学申请学位级别：硕±专业名称＝材料化学工程论文定稿日期；２０１７．５．１３论文答辩日期；２０１７．５．１２学位授予单位：华东理工大学

3、学位授予日期：答辩委员会主席；龙东辉教授评阅人；吕永根教授詹亮教授作者声明我郑重声明：。，本人恪守学术道德，崇尚严谨学风所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的。内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名：觀敏鄉文年月／主日华东理工大学硕±学位论文第Ｉ页裡硫电池正极材料的制备Ｐ乂及电化学性能研究摘要裡硫电池具有理论能量密度高、成本低和环境友好等优点，被认为是最有发展前景

4、一的能量存储技术之，但目前其实际应用仍然受诸多因素限制，尤其是活性物质硫和放电产物的绝缘性、中间产物聚硫化物的穿梭Ｗ及硫正极在循环过程中较大的体积变化等。尽管研究者们己经报道了很多改性方案，，尤其是将硫封装于各类导电炭基多孔载体中但这些方案在解决容量衰减和动力学滞后等问题方面的进展仍然有限。（本文设计和制备了新的裡硫电池复合正极材料，Ｗ导电中孔炭微球ＭＣＭ）为基／ＭＣＭ，础，将极性金属氧硫化物均匀地负载于框架中，作为高效的硫正极载体材料协同物理和化学吸附作用束缚聚硫化物，显著改善了硫正极的电化学性能。此外，本文还。：

5、将理论模拟计算与电化学测试１＾及其他表征方法进行了有效结合论文的主要结论如下（１）通过液相浸溃法将Ｎｂ２〇５纳米颗粒负载到ＭＣＭ框架中，随后用烙融浸溃法负载单质硫后得到了高倍率性能的ＭＣＭ／Ｎｂ２〇ｓ／Ｓ复合正极材料。吸附实验和理论计算共同表明，与ＭＣＭ相比，ＭＣＭ／Ｎｂ２〇５复合载体材料结合了物理和化学吸附作用，对聚硫化物具有更强的束缚能力。此外，本文利用循环伏安测试对硫正极的电化学动力学一进行了分析和计算，结果表明，Ｎｂ〇纳米颗粒可Ｗ作为种电化学催化剂，明盈促进２５聚硫化物还原反应动力学，尤其是长链Ｌｉ２Ｓ６／Ｌｉ２Ｓ４还原为

6、短链ＬｂＳａ／ＬｉｓＳ的液固反应阶．５Ｃ段。结合Ｗ上各优势，所得ＭＣＭ／ＮｂｓＣＶＳ复合正极材料在０的电流密度下，首次放－－ｉｉ电容量为１２８９ｍＡｈ，在循环２００次后仍能保持９１３ｍＡｈｇ的可逆容量。更重要的是，ｇｉ此复合正极在５Ｃ下的倍率容量高达８８７ｍＡｈｇ，在２Ｃ下循环５００次后的可逆容量高达６５０ｍＡｈ人体现了高放电比容量，ｇ、优异的循环稳定性和超高的倍率性能。同时这种利用电催化加快聚硫化物还原反应速率的新思路，也为未来高倍率且长循环的裡硫电池的设计提供了理论指导。（２）采用水热法在ＭＣＭ框架中分

7、别负载了ＭｏＳ２和Ｍｏ〇２，分别得到ＭＣＭ／Ｍ０Ｓ２和ＭＣＭ／Ｍｏ化复合材料，作为硫正极的载体材料。实验结果表明，在ＭＣＭ中添加ＭｏＳ２或Ｍｏ化后，其中ＭＣＭ／ＭｏＳ２パ正极表现出更高，硫正极的电化学性能均有明显的提高的容量、更好的循环稳定性和倍率性能。此外，ＭｏＳ２在硫正极的工作电压窗口内具有。ｏＳ电化学活性，可Ｗ提供附加容量，且能在酷系电解液中保持稳定的放电容量当用Ｍ２替代部分非电化学活性的载体时，可提高硫正极的整体容量。这种利用电化学活性的载体提高电极整体容量的思路为进一步提高硫正极的电化学性能提供了参考。关键词：

8、裡硫电池；硫正极；中孔炭微球；饥＞２〇５；ＭｏＳ；第ＩＩ页华东理工大学硕±学位论文Ｓｙｎｔｈｅｓ