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论文编号 201805-101
论文题目 多孔生物质碳硫复合正极材料的制备及其电化学性能研究
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多孔生物质碳硫复合正极材料的制备及其电化学性能研究

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吴雨亭

吴雨亭(1997-),女,本科生,锂硫电池正极材料制备及其性能研究

葛海涛

苗铭

陆宏斌

胡羽妙

陈曼芳

王先友

王先友(1962-),男,教授、博导,电化学和新能源材料

发送私信

发送给王先友

湘潭大学化学学院,湖南湘潭,411105

摘要:理论比容量高达1675 mAh/g,质量比能量可达2600 Wh/kg的锂硫电池,被认为是新一代最具竞争力的二次电池之一。但单质硫本身不导电,且放电过程中会形成多硫化物等中间产物溶于电解液,导致"穿梭效应",严重降低了电池的充放电比容量及库伦效率,需加入高导电性的多孔碳进行改善。鉴于传统碳基材料昂贵的成本因素,本文以废弃莲杆为原料制备导电性较高的生物质多孔碳材料,并通过简单的高温热解法和KOH活化法与单质硫形成活化碳硫复合材料(ALC/S)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对复合材料进行形貌、结构分析,表明单质硫均分散至莲杆碳基体中。由比表面积测试(BET)和孔径分布测试得ALC比表面积为2966 m2/g,平均孔径为2.697 nm,具有强物理吸附作用以显著抑制多硫化物的溶解和扩散。电化学测试显示0.2 C倍率下ALC/S电极首次放电比容量高达1358 mAh/g,硫的利用率达到了81%,循环50次后比容量还保持在1064 mAh/g,较之普通硫电极其电化学性能得到显著改善。

关键词: 生物质碳;单质硫;正极材料;锂硫电池

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