鋰硫電池2

1、一直以來，新能源汽車用動力電池能量密度小和造價高的問題一直困擾著國內(nèi)外新能源汽車制造企業(yè)，為了破解這一難題，近來動力電池生產(chǎn)企業(yè)紛紛開始研發(fā)生產(chǎn)成本小的高能電池，目前已經(jīng)有一些企業(yè)推出了金屬(鋁、鋅等)空氣電池、鋰硫電池等高能電池樣品，這為新能源汽車界突破動力電池的技術(shù)瓶頸帶來希望。如果中聚雷天的鋰硫電池能在2012年實現(xiàn)大批量上市，那么國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)化的時間很有可能會大大提前。鋰硫電池被相關(guān)方面寄予厚望，是因為它與現(xiàn)在市場比較主流的

2、磷酸鐵鋰電池相比，有著許多明顯優(yōu)勢。首先，理論上鋰硫電池的能量密度遠遠超過了絕大多數(shù)類型的動力電池。據(jù)中投顧問最近發(fā)布的《20102015年中國電動汽車產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預測報告》數(shù)據(jù)顯示，雖然目前關(guān)于鋰硫電池的能量密度最高能達到什么水平，業(yè)界還存在一些爭論，但是可以肯定的是，其最大能量密度理論上不會低于1000瓦時公斤，而當前國內(nèi)批量生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池的能量密度大多在100瓦時公斤以下，并且提升的空間已經(jīng)不大。顯然，單從儲能效率來看，

3、鋰硫電池更適合作為汽車動力電池。鋰硫電池除了能量密度非常高外，還具有一些其他的優(yōu)點，一方面，其生產(chǎn)成本比較低。由于鋰硫電池主要采用硫和鋰作為生產(chǎn)原材料，生產(chǎn)成本相對較低；另一方面，鋰硫電池在使用后低毒，并且回收利用的能耗較小。盡管與許多類型的動力電池相比，鋰硫電池有著明顯的優(yōu)點，但是同樣其也有存在一些不足之處。目前鋰硫電池最大的劣勢在于其循環(huán)利用次數(shù)比較低。因為硫化聚合物具有穩(wěn)定性比較差的特性，所以當前鋰硫電池的循環(huán)利用次數(shù)要遠遠低于普

4、通的磷酸鐵鋰電池，這就極大的增加了鋰硫電池的使用成本。可以說，只要鋰硫電池的這一性能劣勢得不到改變，那么其就很難大規(guī)模的推廣使用。盡管理論上鋰硫電池的性能會非常先進，但是要將理論變?yōu)楝F(xiàn)實產(chǎn)品，難度非常大。美國計劃在2013年將鋰硫電池的能量密度500Whkg，而作為世界動力電池技術(shù)強國的日本則計劃2020年達到上述目標，這從一個側(cè)面反映出了鋰硫電池的研發(fā)難度非常大，發(fā)達國家對于何時能夠攻克鋰硫電池的一些技術(shù)瓶頸仍存在較大分歧。含硫固態(tài)聚

5、合物電解質(zhì)的合成、結(jié)構(gòu)表征及導電性能研究含硫固態(tài)聚合物電解質(zhì)的合成、結(jié)構(gòu)表征及導電性能研究論文簡介：在金屬鋰二次電池中，鋰硫電池被認為是最具吸引力的電池體系，其理論比能量達1200Whkg。目前研究的鋰硫電池所用電解質(zhì)體系主要為液體電解質(zhì)，但使用有機電解液的LiS電池仍然存在安全性，金屬鋰負極接枝，單質(zhì)硫的溶損等問題。研究表明，鋰硫電池中引入聚合物電解質(zhì)具有較大的應用前景。本文針對鋰硫二次電池用聚合物電解質(zhì)所存在的離子導電率低，電極相容

6、性差等難題，結(jié)合聚硫系化合物優(yōu)良的的粘結(jié)性、疏水性并且易固化性。設(shè)計合成一種新型含硫的聚合物以改善電解質(zhì)的導電性能和與硫電極界面相容性能。期望制備出既有較高離子電導率，又有較好成膜加工性能和電極相容性能的聚合物電解質(zhì)材料。本文以兩種不同的合成路線，設(shè)計合成了一系列支鏈為小分子PEG，主鏈含硫的聚合物，分別為甲基丙烯酸聚乙二醇酯基聚硫化合物（PS（MAAPEG））和1，3二氯2丙醇聚乙二醇醚基聚硫化合物（PS（DCPPEG））。本文還通過

7、對合成的PS（DCPPEG）摻雜無機離子SiO2，制備了PS（DCPPEG）LiClO4SiO2復合聚合物電解質(zhì)。采用SEM、DTA、IR、TG、DSC、XRD、元素分析、交流阻抗等手段研究了聚合物的合成條件，聚合物的結(jié)構(gòu)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、交流阻抗譜圖和導電性能，通過這些方面的分析探討了復合聚合物電解質(zhì)導電性能的增強機制。主要研究結(jié)果如下：（1）PS（MAAPEG）LiClO4體系的交流阻抗結(jié)果表明，將PEG分子接枝到含硫聚合物主鏈Su

8、lfurbasedcathodematerialisoneofthemostpromisingelectrodemateria（omitted）nextgenerationofhighperfmancesecondarylithiumbatterywhichinitselfisakindofptableenergy（omitted）thwideapplicationpotential.Inthisstudysulfurcomposite

9、（omitted）weresynthesizedthroughheatingthemixtureofelementsulfur（omitted）ctivepolymercarbonwithahighspecif（omitted）area.Itisconcludedthatsuchkindofcompositematerialshaveagoodconductivitycanimprovesul...第1章緒論第1124頁引言第11頁鋰電

10、池中的含硫正極材料第1119頁單質(zhì)硫第1113頁有機含硫材料第1316頁硫化導電聚合物材料第1619頁鋰電池中的電解質(zhì)第1922頁電解質(zhì)鹽第20頁有機溶劑第2021頁鋰硫電池用電解液國內(nèi)外研究現(xiàn)狀第2122頁論文選題依據(jù)和主要內(nèi)容第2224頁第2章實驗方法第2427頁BET第24頁XRD第2425頁SEM第25頁模擬電池組裝第2526頁充放電循環(huán)測試第26頁循環(huán)伏安測試第26頁交流阻抗測試第2627頁第3章含硫復合材料的制備和研究第27

11、40頁引言第27頁硫－聚丙烯腈復合材料體系第2735頁硫化聚丙烯腈材料的制備及其碳包覆第28頁硫化聚丙烯腈材料的表征第2830頁硫化聚丙烯腈包覆材料的表征第3031頁包覆材料的電化學性能第3134頁粘結(jié)劑對硫化聚丙烯腈材料電化學性能的影響第3435頁硫化聚丙烯腈材料用于全電池中的探索第35頁硫－碳納米管復合材料體系第3540頁硫－碳納米管材料的制備第36頁硫－碳納米管復合材料的表征第3638頁硫－碳納米管材料的電化學性能第3840頁第4