球磨法制备多孔硫羟基氧化铁复合正极材料

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摘要：锂硫电池由于其高能量密度而受到广泛关注，但是仍然存在着不足，如硫单质由于在复合材料中含量太少使得硫的导电性很差,为了解决这些问题，在本文中，我们通过球磨法制备了多孔S/FeOOH复合正极材料，材料表征显示得到的样品是短棒状的的聚集体。同时，我们探究了所制备样品的性能及机制。70722

毕业论文关键词：锂离子电池、锂硫电池、复合正极材料

Ball-milling synthesis of S/FeOOH composite cathode material for Lithium-sulfur batteries

Abstract: Lithium-sulfur batteries are receiving more and more attention during the past decades due to its high energy density. However, its further practical applications are still hindered by some serious problems, Such as elemental sulfur in the composite material due to the small amounts of sulfur so poor conductivity. To conquer the problem, here, S/FeOOH composite materials is prepared via the simple ball-milling route. The obtained composite is composed with FeOOH nanorods and sulfur nanoparticles. We explored the samples of properties and other mechanisms.

Keywords: Lithium-ion batteries; lithium-sulfur batteries; composite cathode material

摘要 1

Abstract. 1

一、前言 1

二、实验部分 4

2.1 实验试剂及实验设备 4

2.2 S/FeOOH的制备 4

2.3 所制备样品用扫描电镜、透射、热重及X射线衍射来表征形貌 4

2.4 锂-硫电池的组装合成 5

三、结果与讨论 5

四、结论 9

五、参考文献 10

球磨法制备多孔S/FeOOH复合正极材料

一、前言

一直以来，国际能源领域新兴的发展方向是循环可再生的清洁能源。资源的匮乏和环境污染是我国面临的最重要的现实问题，这些现实问题都是我国实施可持续发展战略中的主要研究方向，目前行之有效的方法是利用新型的循环电池代替老旧的铅蓄电池。循环再生电池的亮点体现在拥有较高的能量密度，对环境危害减小和可以循环回收利用。而锂离子电池由于自放电小、工作时输出电压较高、质量小、能量密度大、体积小、循环时间长、没有记忆效应、没有污染和危害等而作为21世纪发展的理想新能源[1]。商业化锂离子电池的负极材料是石墨碳材料，正极材料是过渡金属氧化物。商业化锂离子电池的最大优点是进行多次循环放电之后依然保持着较高的稳定性和高的容量保留率。如今锂电池广泛应用于诸如新型电动车、电子计算机、电子手表、快捷照相机、便捷式设备等移动设备系统，还有为处于电网范围外的固定设施，如自动气象观测站、远处海洋浮标、高山偏远地区的电动发射机等提供便捷电源系统设备。论文网

液态锂离子电池的电解质溶液是锂盐溶液溶于二种到四种的有机溶液形成的混合溶液。液态锂离子电池的正极采用过度金属锂氧化合物，液态锂离子电池的负极采用锂碳层间化合物[2-3]。而商业化锂离子电池是可再生电池，这也符合国家提倡能源的再次循环回收利用。商业化锂离子电池在充电过程中，正极失去锂正离子，锂正离子经过隔膜和电解液到达负极，使负极得到锂正离子而处于富理状态 [4-5]。放电过程中则处于完全相反的过程。锂离子电池是经过正极、铜片、隔膜、电解质溶液、负极的顺序依次组装完成的，其中（1）正极[6]：一般为过度金属锂氧化物活性物质或硫基复合材料活性物质，电动自行车则普遍使用镍钴锰酸锂加上少量锰酸锂的混合活性物质材料，因为纯的锰酸锂和磷酸铁锂等活性物质它们由于电化学性能不好、空间体积大和材料制作成本费用高而逐渐减少使用。正极的导电集流体使用厚为11-21微米的电解铝箔体。（2）隔膜[7]：经过特殊加工制备而成的微孔结构的高分子薄膜。制备有微孔结构的高分子薄膜的目的是可以让电解质溶液中的离子自由通过正负电极并且电子不能自由通过正负电极。（3）负极[8]：活性物质为石墨或微孔结构的碳，负极的导电集流体使用厚度为6-16微米的电解铜箔体。（4）电解质溶液[9]：一般为含有六氟磷酸锂和碳酸酯类溶剂的电解质溶液，聚合物的电解质溶液则使用凝胶状电解质溶液。（5）电池外壳：分为铝制材料外壳、镀镍铁混合材料外壳、铝塑膜材料外壳等，及电池的盖子，这些都是电池的正负极组成部分。