登录

  • 登录
  • 忘记密码?点击找回

注册

  • 获取手机验证码 60
  • 注册

找回密码

  • 获取手机验证码60
  • 找回
毕业论文网 > 开题报告 > 化学化工与生命科学类 > 应用化学 > 正文

Janus隔膜的合成及应用开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着能源与环境问题的日益凸显,高效清洁的电化学能源正逐步取代部分传统化石能源。在众多的电化学储能器件中,锂硫电池采用金属锂为负极、单质硫为正极,具有高达2600wh/kg的理论能量密度,在电动汽车和工业储能有着巨大的应用。然而受限于硫的本征电子传输惰性,同时还因为锂硫电池特有的“穿梭效应”,其实际能量密度远低于理论值,循环寿命也受到严重制约。隔膜是锂硫电池中的共性关键材料,它是电极的物理屏障,也是离子迁移的电解质库。[1] 隔膜性能的好坏直接影响电池的性能,可采用隔膜改性的方法来阻止聚硫化物穿过隔膜,与金属锂接触反应,从而抑制穿梭效应,改善li-s电池的性能。[2]

传统聚烯烃隔膜热稳定性差,对电解液的润湿性差,对可溶性多硫化物(lipss)阻隔不充分。理想的隔膜材料应具有高的化学与电化学稳定性、高的热稳定性,优异的机械性能、良好的隔离特性及高的锂离子电导率。在锂硫电池中,隔膜还应能对电池运行过程中产生的多硫化物具有阻隔特性。目前,主流的商业化隔膜为具有微米级尺寸孔径的聚烯烃隔膜,如聚乙烯(pe)隔膜,聚丙烯(pp)隔膜及聚乙烯/聚丙烯(pe/pp)复合膜。[3]聚烯烃隔膜有着良好的化学稳定性、较高的孔隙率及较低的成本。然而,聚烯烃隔膜对电解液的润湿程度较差,这在一定程度上影响电池运行中的离子传导过程。同时,聚烯烃隔膜的热稳定性较低,在较高温度使用时易导致电池的短路。此外,常用的pp及pe隔膜对锂硫电池工作中形成的可溶lipss的扩散阻隔作用有限,难以实现电池的高效运行。

在锂硫电池中,当可溶lipss从阴极扩散出去时,它们不易于被隔膜截获,通过与锂的自发副反应,在阳极处不可逆地被消耗。[4]当可溶lipss穿梭返回阴极/隔膜界面时,它们在阴极表面优先被还原,形成致密、惰性和不溶层,钝化阴极的导电表面,防止可溶lipss的进一步还原。经过长时间的循环后,钝化层逐渐演变为致密和较厚的整体,导致性能退化。显然,常规聚合物隔膜无法束缚可溶lipss,因为它是电绝缘的。近年来,有课题组提出一种janus隔膜,是一种膜两侧性质不一样的隔膜。该隔膜具有两层结构,一层是普通的celgard隔膜,用以分隔正负极;另一层是石墨化介孔碳层,用以回收、储存正极/隔膜界面的活性材料。[5]

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

2. 研究的基本内容与方案


2.1 研究基本内容

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

3. 研究计划与安排

(1)第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需条件。确定方案,完成开题报告;

(2)第3-9周:按研究方案开展实验,合成janus隔膜并做表征;

(3)第10-14周:组装锂离子电池,并通过lsv测试、循环性能测试、阻抗测试研究janus隔膜在锂离子电池中的性能;

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

4. 参考文献(12篇以上)

[1] yinyuxiang, junsheng li,jiaheng lei,et al. advanced separators for lithium-ion andlithium–sulfur batteries: a review of recent progress[j]. chemsuschem, 2016, 9, 1 – 18.

[2]张文蓝,张静,李合琴.锂硫电池的穿梭效应及解决策略[j].新材料产业,2018(09):17-22.

剩余内容已隐藏,您需要先支付 5元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

微信号:bishe985

Copyright © 2010-2022 毕业论文网 站点地图