硫正极中硝酸盐和黏结剂的种类对锂硫电池性能的影响

系统研究了正极中使用不同种类的硝酸盐和黏结剂对锂硫电池电化学性能的影响.通过对比锂硫电池的循环性能和库伦效率,发现以硝酸镁为正极添加剂的锂硫电池的库伦效率最高,且其最适合的质量分数为10％.在研究硫正极中硝酸盐和黏结剂的协同效应对锂硫电池电性能的影响时,发现使用β-环糊精聚合物(β-CDp)黏结剂的锂硫电池电化学性能最好.在此基础上,使用含硝酸锂的电解液可进一步提高了锂硫电池库伦效率(>98％),说明硫正极中的硝酸镁和黏结剂以及电解液中的硝酸锂之间有协同作用,可共同抑制穿梭效应,有助于进一步提高锂硫电池的放电比容量和库伦效率.     

用于Li-S电池硫正极的新型水性粘结剂的研究

设计制备了一种具有三维网络结构的磺酸化b-环糊精聚合物水性粘结剂(b-CDPS-),重点研究了b-CDPS-粘结剂的粘接性能和对锂硫电池电化学性能的影响。结果表明：b-CDPS-粘结剂的粘结强度高于传统商用PVDF粘结剂。另外,相较于使用PVDF的硫正极,使用b-CDPS-的硫正极在循环前后呈现出更加均匀的微观形貌结构和更优的电化学性能。在0.1 C下充放电,100次循环后其放电比容量仍然保持1 024 mAh/g。即使在1.5 C下,仍能保持880 mAh/g的放电比容量,远高于PVDF电极467 mAh/g的放电比容量。     

一种含硫化合物对锂硫电池低温性能的影响

探讨了一种含硫化合物电解液添加剂(硫辛酸,ALA)对锂硫电池低温性能的影响。研究发现,电解液添加剂硫辛酸的加入可使锂硫电池即使在-20℃的低温下仍表现出优秀的电化学性能。通过一系列电化学性能测试、多硫化锂扩散实验、离子电导率测试以及活化能计算等发现,硫辛酸可以调控活性硫物种的电化学行为,通过加快可溶性多硫化物(Li₂S_x)和难溶硫化锂(Li2_S)之间的相互转化,进而提升锂硫电池的电化学性能。这为提高低温下锂硫电池的电化学性能提供了新的思路。     

聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯磺酸锂/锂盐复合固态电解质的制备及其性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)、氯磺酸和氢氧化锂等为原料制备了聚偏氟乙烯磺酸锂(SPVDFLi),将SPVDFLi与PVDF复合制得单离子聚合物电解质(SIPE).为进一步提高SIPE的电导率,向其添加双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)制备双盐型聚合物复合电解质(SPVDFLi/LiTFSI-y),通过调控LiTFSI与聚合物的比例探究了双盐型聚合物电解质的电化学性能.结果表明:LiTFSI的添加有效提高了聚合物复合电解质的电导率.含40％LiTFSI的SPVDFLi/LiTFSI-40聚合物复合电解质室温电导率可达到1.41×10-4 S/cm,锂离子迁移数为0.68,稳定电压可以达到4.84 V.组装的LiFePO4/SPE/Li电池,0.2 C倍率下循环50圈后容量保持率为99.1％.该聚合物复合电解质有望用于制备高性能锂离子电池.     

具备光热响应行为的自修复含氟聚氨酯的制备及性能

自修复聚氨酯材料存在修复手段单一和室温(25℃)下难以修复等问题,限制了其在电子皮肤、柔性器件等领域的应用.文中以聚四氢呋喃二醇1000(PTMEG)、自制含氟二元醇(FE-OH)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,以胱氨酸(L-C)和4-甲基伞形酮(4-MU)分别作为生物基扩链剂和封端剂,炭黑(N-C)作为...     

高阻燃硫正极的制备及其性能北大核心CSCD

本工作系统研究了锂硫电池硫正极中添加不同含量的六氯环三磷腈对硫正极阻燃性能和电化学性能的影响。通过燃烧实验,发现六氯环三磷腈的加入可使硫正极表现出优异的阻燃性能。此外,通过借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术和电化学性能测试等手段,对比了添加和未添加六氯环三磷腈硫正极循环前后的表面形貌、组成成分和电化学性能。结果表明,当六氯环三磷腈添加量为10%时,硫正极表现出最优的循环性能和库仑效率。在0.2 C电流密度下,硫正极中添加量为10%六氯环三磷腈的锂硫电池在100次循环后放电比容量仍保持在975.2 mAh/g,明显优于硫正极中未添加六氯环三磷腈的锂硫电池。而且,添加六氯环三磷腈的硫正极材料分散均匀,即使循环100次后,也未出现明显的裂纹,阻抗也未明显增加。此外,通过六氯环三磷腈和多硫化锂的反应实验,发现六氯环三磷腈的存在有助于锚定充放电中间产物多硫化锂,进而抑制多硫化锂的穿梭,提升锂硫电池的电化学性能,这为提高阻燃锂硫正极材料的电化学性能提供了新的思路。     

不同锂离子正极材料掺杂对硫正极性能的影响

探讨了硫正极中掺入锂离子正极材料(磷酸铁锂LiFePO₄、三元材料NCM、富锂锰基材料LRMB)对锂硫电池性能的影响。研究发现，富锂锰基材料最有利于提高锂硫电池的电化学性能，并且其添加量为10%(质量分数)时，效果最好。通过一系列电化学性能测试发现，硫正极中掺杂锂离子正极材料能够调控活性硫的电化学行为，促进可溶性长链多硫化锂(Li₂S_x)向难溶性短链硫化锂(Li₂S)的转化，进而提高锂硫电池的电化学可逆性，降低电池的极化现象。这为提高锂硫电池的电化学性能提供了新的思路。