本文主要研究内容
作者（2019）在《中空多壳层结构TiO2基硫载体材料及其在锂硫电池中的应用》一文中研究指出：锂硫电池由于理论比容量高,硫储量丰富、环境友好等特点,受到了广泛关注,然而,硫的特殊物理化学性质阻碍了其实际应用,诸如硫及其放电产物不导电、多硫化物穿梭效应,充放电过程中硫体积剧烈变化等问题,直接影响了电池的性能。制备高效、稳定的电极材料是提升锂硫电池性能的关键因素之一,针对上述挑战,本课题从微观结构设计和化学组成调控入手,基于次序模板法（STA）,构建和制备了多种具有中空多壳层结构（HoMSs）的TiO2基硫载体材料,并应用于锂硫电池,深入探索了中空多壳层结构与硫正极性能的构效关系。本论文主要开展了以下三部分工作:TiO2作为一种半导体材料,具有良好的化学稳定性而被用来作为硫载体材料,为了缓冲硫的体积膨胀、限制多硫化物穿梭、促进电荷传输,本文采用次序模板法,成功合成了一至三壳层、形貌均匀的中空多壳层结构TiO2微球,装载硫后作为正极材料应用,研究了其锂硫电池性能。结果表明,载硫后的三壳层S@TiO2呈现出较为优异的电化学性能,该电池在0.5 C的电流密度下,具有822 mAh g-1的放电比容量,在循环160圈后,比容量保持率可达75%,达到623 mAh g-1。为了提高TiO2的导电性,对所制备的中空多壳层结构TiO2微球进行热还原处理,进而获得了形貌可控、尺寸均一、多壳层还原态TiO2-x微球,并将其作为硫载体。研究发现,载硫后的三壳层S@TiO2-x,在0.5 C的电流密度下,硫正极能显示出903 mAh g-1的放电容量,循环1000圈后容量保持率为79%,并实现97.5%的高库伦效率,优异的电化学性能源自三壳层TiO2-x微球独特的空间限域能力及其还原态良好的导电性。中空多壳层结构TiO2-x微球不仅能够通过多重物理空间限域和化学吸附协同作用,有效抑制了聚硫离子的穿梭,而且,这种独特的微纳结构还可以明显缩短电荷的传输路径。为了进一步提高电极材料的导电性,本文还引入了导电性好的碳材料,设计并合成了核壳结构C@TiO2-x硫载体。所制备的核壳结构C@TiO2-x尺寸均匀,当负载56%质量百分数的硫时,放电比容量高达1456 mAh g-1,100次循环后容量保持率为97%,这得益于其均匀的核壳结构、较多的极性活性位点以及相对较大的比表面积。综上所述,本论文新颖之处在于将中空多壳层结构材料作为硫载体,应用于锂硫电池正极材料,大大提高了电池性能。中空多壳层结构发挥了显著作用,其空腔结构提供充足的载硫空间,同时也为硫膨胀提供了缓冲空间,而且多壳层结构实现了多重空间限域作用,有效地限制了多硫化物的穿梭,且缩短了电荷传输距离。
Abstract
li liu dian chi you yu li lun bi rong liang gao ,liu chu liang feng fu 、huan jing you hao deng te dian ,shou dao le an fan guan zhu ,ran er ,liu de te shu wu li hua xue xing zhi zu ai le ji shi ji ying yong ,zhu ru liu ji ji fang dian chan wu bu dao dian 、duo liu hua wu chuan suo xiao ying ,chong fang dian guo cheng zhong liu ti ji ju lie bian hua deng wen ti ,zhi jie ying xiang le dian chi de xing neng 。zhi bei gao xiao 、wen ding de dian ji cai liao shi di sheng li liu dian chi xing neng de guan jian yin su zhi yi ,zhen dui shang shu tiao zhan ,ben ke ti cong wei guan jie gou she ji he hua xue zu cheng diao kong ru shou ,ji yu ci xu mo ban fa （STA）,gou jian he zhi bei le duo chong ju you zhong kong duo ke ceng jie gou （HoMSs）de TiO2ji liu zai ti cai liao ,bing ying yong yu li liu dian chi ,shen ru tan suo le zhong kong duo ke ceng jie gou yu liu zheng ji xing neng de gou xiao guan ji 。ben lun wen zhu yao kai zhan le yi xia san bu fen gong zuo :TiO2zuo wei yi chong ban dao ti cai liao ,ju you liang hao de hua xue wen ding xing er bei yong lai zuo wei liu zai ti cai liao ,wei le huan chong liu de ti ji peng zhang 、xian zhi duo liu hua wu chuan suo 、cu jin dian he chuan shu ,ben wen cai yong ci xu mo ban fa ,cheng gong ge cheng le yi zhi san ke ceng 、xing mao jun yun de zhong kong duo ke ceng jie gou TiO2wei qiu ,zhuang zai liu hou zuo wei zheng ji cai liao ying yong ,yan jiu le ji li liu dian chi xing neng 。jie guo biao ming ,zai liu hou de san ke ceng S@TiO2cheng xian chu jiao wei you yi de dian hua xue xing neng ,gai dian chi zai 0.5 Cde dian liu mi du xia ,ju you 822 mAh g-1de fang dian bi rong liang ,zai xun huan 160juan hou ,bi rong liang bao chi lv ke da 75%,da dao 623 mAh g-1。wei le di gao TiO2de dao dian xing ,dui suo zhi bei de zhong kong duo ke ceng jie gou TiO2wei qiu jin hang re hai yuan chu li ,jin er huo de le xing mao ke kong 、che cun jun yi 、duo ke ceng hai yuan tai TiO2-xwei qiu ,bing jiang ji zuo wei liu zai ti 。yan jiu fa xian ,zai liu hou de san ke ceng S@TiO2-x,zai 0.5 Cde dian liu mi du xia ,liu zheng ji neng xian shi chu 903 mAh g-1de fang dian rong liang ,xun huan 1000juan hou rong liang bao chi lv wei 79%,bing shi xian 97.5%de gao ku lun xiao lv ,you yi de dian hua xue xing neng yuan zi san ke ceng TiO2-xwei qiu du te de kong jian xian yu neng li ji ji hai yuan tai liang hao de dao dian xing 。zhong kong duo ke ceng jie gou TiO2-xwei qiu bu jin neng gou tong guo duo chong wu li kong jian xian yu he hua xue xi fu xie tong zuo yong ,you xiao yi zhi le ju liu li zi de chuan suo ,er ju ,zhe chong du te de wei na jie gou hai ke yi ming xian su duan dian he de chuan shu lu jing 。wei le jin yi bu di gao dian ji cai liao de dao dian xing ,ben wen hai yin ru le dao dian xing hao de tan cai liao ,she ji bing ge cheng le he ke jie gou C@TiO2-xliu zai ti 。suo zhi bei de he ke jie gou C@TiO2-xche cun jun yun ,dang fu zai 56%zhi liang bai fen shu de liu shi ,fang dian bi rong liang gao da 1456 mAh g-1,100ci xun huan hou rong liang bao chi lv wei 97%,zhe de yi yu ji jun yun de he ke jie gou 、jiao duo de ji xing huo xing wei dian yi ji xiang dui jiao da de bi biao mian ji 。zeng shang suo shu ,ben lun wen xin ying zhi chu zai yu jiang zhong kong duo ke ceng jie gou cai liao zuo wei liu zai ti ,ying yong yu li liu dian chi zheng ji cai liao ,da da di gao le dian chi xing neng 。zhong kong duo ke ceng jie gou fa hui le xian zhe zuo yong ,ji kong qiang jie gou di gong chong zu de zai liu kong jian ,tong shi ye wei liu peng zhang di gong le huan chong kong jian ,er ju duo ke ceng jie gou shi xian le duo chong kong jian xian yu zuo yong ,you xiao de xian zhi le duo liu hua wu de chuan suo ,ju su duan le dian he chuan shu ju li 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)的，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文，是一篇关于电池论文,硫正极论文,二氧化钛论文,中空多壳层结构论文,多重空间限域论文,中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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