聚合物多孔炭的制备及锂硫电池性能研究

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1、￡３１．２誦ｍｍｔＥＢＳＳ＾ＫＨ；；膠论文题目：帛旨齡？圆湯冊硫电祖＾工薩ｒ懸！＾Ｂｉ学习方式：口全日制攻读□在职攻读Ｓｉ＾Ｅｇｉｆ＾作者姓名：聖文礼＾ｈＢｅｗ＾＾靴导师：離Ｂｌｉｙ企业导师：孙建东２０－－完成日期１７０２１７：ＨＩｔｏｉ垂独创性声明本人靑明所呈交的学位论文是本人巧祥师指导Ｋ进行的挪究工作和取得的研究成巧，徐了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，化一不包含为获得天津工业大学或其化巧育机构的学

2、位或证书而巧用过的材料。巧我同了作的同志对本研究所做的任何贡献均曰在论文中作Ｔ明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：於リ年＞月％日／学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权去津工业大学可ＩＵ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库ｉ井行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存ｌ．、汇编ｉｕ共查阅和借阅同意学校向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论

3、文作者签名：导师签名签字日期＾■；７年文月讀日盜字口期：年子月日＞｛）２＾＾／７学位论文的主要创新点本论文借鉴多孔芳香骨架的合成方法，简便地制备出具有发达孔隙结构一、大比表面积Ｗ及氮原子杂化的聚合多孔炭，进步将其作为硫的载体，获得具有优异电化学性能的裡硫电池正极材料，为长循环寿命硫正极的开发提供了新的思路。Ｉ摘要经过２０多年的发展，传统的脱／嵌型钮离子电池在能量密度方面，几乎已经达到了它的理论极限值，但是仍然不能满足高速发展的电子工业和新兴的电动汽车等行业的要求

4、，寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。裡硫电池其理论－ｉ且成本低廉能量密度高达２６００Ｗｌｖｋｇ，、环境友好。有望成为替代裡离子电池的新一代二次电池。但是裡硫电池存在单质硫的绝缘性、充放电过程中体积膨胀、容量衰减等问题，这些关键问题严重阻碍了裡硫电池的实用化。围绕硫电极存在的关键问题．本论文Ｗ发展島性能硫正极为目的，制备出了具有特殊纳米结构的多孔炭材料作为硫的载体－，得到炭硫复合正极材料，改善裡硫电池的性能。主要研巧内容和结果如下：１．通过简单的方法制备出具有大比表面积和丰

5、富贯通孔道的聚合物多孔炭（ＰＰＣ５００）。负载硫之后得到含硫量为＾ｗｔ％的复合正极材料ＳＰＰＣ５００，单质硫在ＳＰＰＣ５００体系中分散均匀。但化学测试结果表明ＳＰＰＣ５００正极具有良好的１倍率性能和循环稳定性。在化２Ｃ倍率下，首次放电比容量高达１３９７．３ｍＡｈ护，达到理论容量的８３．４％。在化５Ｃ下循环超过ｌＯＯｂ圈，平均衰减率为化０７４％。２．采用简单地聚合反应的方法制备了氮原子杂化的聚合物多孔炭（ＮＰＰＣ），随后通过赔融扩散的方法得到复合材稱ＳＮＰＰＣ。合适的氛含量（４．０

6、６ｗｔ％）能レ够有效地改善载体材料的导电性，同时氮原子的存在可：Ｕ曽强聚合物多孔炭表面．２ｗ对聚硫离子的吸附作用，从而有效抑制多硫化的溶解扩散。含硫量为７ｔ％的ＳＮ阳Ｃ，在０．５Ｃ下循环超过６００圈，每圈平均衰减率仅为０．０６％；倍率测试表Ａｈ１明，５４７．９ｍ０．１Ｃ，即使在２Ｃ倍率下放电比容量仍然保持有皆，当返回到￣ｉ，ＮＰＰＣ时，放电比容量回到７３２．０ｍＡｈｇ。这表明Ｓ具有良好的循环性能和倍率性能。裡硫电池－硫复合材料：聚合反应；炭；氮原子杂化关键词；Ａｂｓｔ

7、ｒａｃｔｅｃａｄｅｓｏｆｄｅｖｅ－ＬＩＢＡｆｔｅｒｔｗｏｄｌｏｐｍｅｎｔｌｉｔｈｉｕｍｉｏ打ｂａｔｅｒｉｅｓｓｂａｓｅｄｏｎ，（）ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｃｏｍｏｕｎｄｓａｒｅａｒｏａｃｈｉ打ｔｈｅｉｒｅｎｅｒｄｅ打ｓｉｔｌｉｍｉｔａｎｄｕｎａｂｌｅｏｐｐｐｇｇｙｙ，ｔｈｅｅｖｅｒ－ｒｏｗｍｅｅｔｔｇｉ打ｇｄｅｍａｎｄｓｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅ打ｔｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｑｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈ

8、ｉｃｌｅｓ．Ｎｅｗｂａｔｅｒｙｓｙｓｔｅｍｓｗｉ化ｈｉｇｈｅｒｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｉｅｓａｒｅｕｒｇｅｎｔｌｙｒｅｒｅｒｍａｒｋｅ－ｑｕｉｄｆｏｔｈｅｒａｐｉｄｌｙｅｖｏｌｖｉｎｔｓ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｅｙｅｃａｔｃｈｉｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈｇｇ＂＾ｄｅｎ－ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｅｎｅｒｓｉｔ２６００Ｗｈｋｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅ