石墨烯/介孔碳/硫三元复合电极材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究
文献类型：期刊论文
| 作者 | 葛相麟 |
| 刊名 | 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
 |
| 出版日期 | 2017 |
| 页码 | 65 |
| 关键词 | 锂硫电池 硫正极 石墨烯 介孔碳 复合电极材料 |
| 产权排序 | 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) |
| 英文摘要 | 锂硫电池作为一种新型二次电池,具有高能量密度(2600 Wh kg~(-1))、成本低、清洁无污染等特点,被认为是电化学储能技术的重要发展方向。硫正极材料作为锂硫电池的关键组成部分,对锂硫电池的电化学性能有重要的影响。然而,硫及硫化锂天然的绝缘性以及多硫化物在电解液中溶解和穿梭等问题影响了硫正极电化学性能的发挥。使用碳材料对硫正极进行改性,将有效解决上述问题。本论文以改善锂硫电池性能为目标,设计并制备了石墨烯/介孔碳/硫三元复合电极材料,对其进行形貌、结构的表征以及电化学性能的测试,并深入探索了材料的结构与其电化学性能间的关系。主要内容分为以下两个部分:1.石墨烯/介孔碳/硫三元复合正极材料的制备及在锂硫电池中的应用该复合结构由在石墨烯片的表面原位生长介孔碳获得。实验中以石墨烯为形貌导向材料,表面活性剂F127为造孔剂,酚醛胶束作为有机碳源,通过水热方法得到前驱体,然后经过冷冻干燥和退火处理得到复合碳载体。将其负载硫之后应用于锂硫电池正极,获得了较高的初始放电比容量(1054 mAh g~(-1)),但是循环性能尚需提高,研究表明复合结构中介孔碳表面的开孔结构会导致负载于其中的中间产物向电解液溶解和扩散,造成较快的容量衰减。2.石墨烯/介孔碳微球/硫三元复合电极材料的制备及其在锂硫电池中的应用针对上一部分工作中存在的问题,设计了以介孔碳微球取代原位生长介孔碳的材料设计思路。在经过调控生长的介孔碳微球表面,通过静电作用吸附石墨烯片层。300℃高温气相载硫处理后,硫被吸附到介孔碳微球内部的孔道中。介孔碳微球在保证硫的高负载量和均匀分布的同时增加了多硫化物的扩散距离,有效抑制了多硫化物的溶解。而较大片层的石墨烯则为复合电极材料提供了高效导电通路,有利于电子和离子的快速传递。两类碳材料的协同作用使得复合电极材料拥有良好的电化学性能。该电极在0.5 C电流密度下循环300次后放电比容量仍然维持在510 mAh g~(-1),库伦效率稳定在98%以上。 |
| 公开日期 | 2018-12-04 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/16721]  |
| 专题 | 2017专题 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 葛相麟. 石墨烯/介孔碳/硫三元复合电极材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究[J]. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所),2017:65. |
| APA | 葛相麟.(2017).石墨烯/介孔碳/硫三元复合电极材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究.中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所),65. |
| MLA | 葛相麟."石墨烯/介孔碳/硫三元复合电极材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究".中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) (2017):65. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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