發(fā)布時(shí)間：2024-06-02 18:20

　　為了抑制多硫化物的溶解與擴(kuò)散,改善鋰硫電池的電化學(xué)性能,利用多孔碳納米片(PC)與多壁碳納米管(MWCNTs)復(fù)合形成新型三維多孔碳納米片(PC/CNT)夾層來(lái)捕獲可溶性多硫化物。其中,MWCNTs提供高效的導(dǎo)電通道并維持電極結(jié)構(gòu)完整性;一維碳納米管和二維多孔碳納米片形成三維互聯(lián)結(jié)構(gòu),有利于電/離子快速傳輸。利用透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能的表征。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,PC/CNT夾層高性能鋰硫電池在0.05C倍率下首次放電比容量達(dá)到1 311 m Ah/g,活性物質(zhì)的利用率高達(dá)78.8%。在2C倍率下循環(huán)5次后,放電比容量仍然達(dá)到941 m Ah/g,是首次比容量的71.8%,且?guī)靷愋嗜匀槐３衷?6%,顯示出良好的倍率和循環(huán)性能。

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1鋰硫電池的結(jié)構(gòu)

本工作利用三維多孔碳納米片(PC/CNT)夾層來(lái)抑制鋰硫電池穿梭效應(yīng)。將多孔碳納米片(PC)和多壁碳納米管(MWCNTs)制成PC/CNT夾層并加入硫正極與隔膜之間，不但可以吸附多硫化物，還可以提高鋰硫電池的電化學(xué)性能(圖1)。其中，PC可以利用自身的特殊結(jié)構(gòu)加強(qiáng)物理限制吸附多硫....

圖6鋰硫電池充放電前后的交流阻抗對(duì)比

圖6為兩種鋰硫電池的充放電循環(huán)交流阻抗圖。由交流阻抗測(cè)試原理分析可知，阻抗曲線與實(shí)軸相交的部分為歐姆電阻Rs,Rs的大小受鋰硫電池內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)物電導(dǎo)率的影響。在中高頻區(qū)部分的半圓直徑為電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct，而低頻區(qū)呈45°直線的部分為受擴(kuò)散控制而出現(xiàn)的一段Warburg阻抗。對(duì)比圖6....

圖7PC/CNT夾層鋰硫電池的循環(huán)性能

圖6鋰硫電池充放電前后的交流阻抗對(duì)比為了評(píng)估夾層的效率，對(duì)PC/CNT夾層鋰硫電池進(jìn)行了長(zhǎng)循環(huán)性能測(cè)試。從圖7可以看出，PC/CNT夾層鋰硫電池在1C倍率下的首次充放電比容量為961mAh/g，庫(kù)倫效率為99%。當(dāng)該電池充放電循環(huán)200次后，放電比容量?jī)H降至845mAh....

圖2MWCNTs的(a)SEM和(b)TEM圖;(c)PC/CNT的SEM圖;(d)正極極片的SEM圖;(e)MWCNTs與CB的SEM圖;(f)PC/CNT與CB的SEM圖;(g)PC/CNT夾層循環(huán)前的SEM圖;(h)PC/CNT夾層循環(huán)后的SEM圖

圖2a是MWCNTs的SEM圖，可見(jiàn)其具有優(yōu)良的筆直管狀外貌且不交結(jié)纏繞，容易分離分散，說(shuō)明具有良好的物理化學(xué)性能與力學(xué)性能。圖2b是MWCNTs的TEM圖，可以看出MWCNTs碳原子分布整齊有序，筆直且呈空腔的管壁內(nèi)有著清晰的層狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)酸化處理后PC基質(zhì)通常表現(xiàn)出由許多凹陷....

本文編號(hào)：3987618