五氧化二釩與硫鋰離子電池正極材料及其電化學性能研究.pdf

1、鋰離子電池的正極材料對其性能起著決定性作用。因此，正極材料的研究對鋰離子電池的發展具有重要意義。眾所周知，鋰離子電池的應用已滲透到我們生活的方方面面，小到各種智能電子產品，大到電動車。但是，能量密度低及循環壽命短等問題依然是制約鋰離子電池發展的重要因素。本文包括兩個工作，分別對五氧化二釩和硫單質兩種正極材料進行了電化學研究。針對活性材料的不導電性，我們一方面將材料的尺寸減小到納米級，另一方面尋找合適導電添加劑進行有效地改善整個電極的導電

2、性。
　　V2O5材料因其具有潛在的應用前景和較高的質量比容量（294mAhg-1）而得到廣泛關注。然而，其自身固有的導電性差及低的電化學動力學導致了嚴重的比容量衰退。為了很好的解決以上問題，我們通過制備的V2O5納米球與多壁碳納米管（MWCNTs）組裝成層狀結構，來制備獨特的薄膜正極。其中，交替的層結構因V2O5納米球層帶有正電和MWCNTs層帶有負電而發生靜電吸附作用。由此一來，V2O5納米顆粒緊緊的嵌入在鄰近上下兩多壁碳納米

3、管層之間。有效地減少了空隙的產生，增強了整個電極的導電性。在電流密度為1.0C時，100次循環后，比容量仍可維持在200mAhg-1。實驗結果表明，該電極表現出了較高的循環穩定性和倍率性能。
　　鋰硫電池因其較大的能量密度而被認作為下一代鋰離子電池。碳基材料因其較大的比表面積和穩定的骨架結構而被認作理想的鋰硫電池的復合材料。其中規則多孔結構呈現出了更多的優勢。本工作中，我們采用氮摻雜的多孔碳作為硫單質的宿主。在充放電過程中，多孔結