张强
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程新兵
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黄佳琦
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彭翃杰
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魏飞
新型炭材料
随着石墨负极的成功商用，锂离子电池在智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备中已得到广泛的应用。经过20多年的发展，现有基于嵌锂化合物正极的锂离子电池已接近其理论容量，但仍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，寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池系统具有极高的理论能量密度，在多种储能系统中是最具潜力的一种二次电池。但是锂硫电池中也存在硫的电导率极低、多硫化物溶解迁移等问题，使其在走向实用化的过程中遇到许多困难。纳米碳质材料在新型锂硫电池的开发过程中处于重要地位，通过纳米炭的引入，可以获得导电复合正极材料，控制多硫化物的穿梭，从而有望实现正极硫材料的高效利用。综述了基于纳米炭-硫复合正极材料，尤其是碳纳米管、石墨烯、多孔炭以及其杂化物等材料复合的电极，分析其结构与锂硫电池性能的关系，并展望锂硫电池的发展方向。
关键词:
锂硫电池
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碳硫复合正极
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纳米炭
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碳纳米管
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石墨烯
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多孔炭
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杂化物
陈君政
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吴锋
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陈人杰
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李丽
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陈实
新型炭材料
采用分段加热法合成了不同管径、不同硫含量的单质硫-多壁碳纳米管( S-MWCNT)复合材料,利用电化学方法、SEM、TEM、比表面吸附等分析方法,筛选出以10~20 nm直径的MWCNT为核,质量分数85%硫为壳的最优化条件下的复合材料。 SEM测试显示单质硫均匀填充到MWCNT的中空管和层间的孔中形成了结构稳定的复合物。在最优化的条件下,复合材料首次放电比容量达1272.8 mAh·g-1,活性物质利用率为76.0%,循环至第80周时放电容量还保持在720.1 mAh·g-1,容量保持率高达64.4%。与未添加MWCNT的单质硫电极相比,硫复合电极活性物质的利用率和循环性能都得到了较大的改善。
关键词:
不同管径
,
多壁碳纳米管
,
锂硫电池
,
单质硫正极
唐志伟
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徐飞
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梁业如
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吴丁财
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符若文
新型炭材料
以有机气凝胶RC-500为原料,采用低质量比KOH(KOH：有机气凝胶=3：1)活化的方法,900℃炭化活化,制备出一种具有层次孔结构的活性炭气凝胶ACA-500-3。将其作为硫载体,与单质硫在155℃熔融复合后制备出含硫量达66.2%的锂硫电池正极复合材料( ACA-500-3-S)。通过N2吸附、SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段考察ACA-500-3和ACA-500-3-S的结构和形貌,并利用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法研究ACA-500-3-S的电化学性能。 ACA-500-3-S在0.2 C(1 C=1675 mA·g-1)电流密度下,初始放电比容量高达1287 mAh·g-1,200圈后比容量保持在643 mAh·g -1,并表现出良好的倍率性能,明显优于单质硫电极。
关键词:
锂硫电池
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活性炭气凝胶
,
KOH活化
,
复合材料
,
电化学性能
