蜂窝状多孔碳材料装载硫单质及其在锂硫电池中的储能性能研究

单质硫及其放电最终产物Li_(2)S的绝缘性以及两者密度差异引起的结构坍塌等问题严重阻碍了锂硫电池的进一步发展,找寻合适的基体材料是解决上述问题的有效策略。本工作选用一种蜂窝状多孔碳作为硫正极的基体材料,通过常规的熔融扩散法将硫单质固定在碳孔隙中,并利用SEM、XRD、XPS和BET等方法对多孔碳@单质硫复合材料进行了表征。结果表明,硫单质均匀地负载在碳骨架中。同时,蜂窝状结构碳不仅为硫单质提供了电子导电网络,也保证了正极的稳定性。更重要的是,蜂窝状的结构为循环过程中硫正极的体积膨胀提供了一定的缓冲空间,缓解了结构坍塌这一问题。此外,碳基体丰富的孔隙度在一定程度上减少了多硫化物的穿梭。因此,在0.1C的倍率下,多孔碳@单质硫复合材料首次放电比容量高达1125.9 mAh/g,300次循环后比容量可保持305.1 mAh/g。

以杏胡壳为前驱体制备超级电容器炭材料

以杏胡壳为原料,依次采用高温炭化和表面氧化改性的方法制备活性炭电极材料;采用扫描电子显微镜(SEM)表征材料的形貌;室温下,在三电极电化学体系,以2 mol/L的KOH溶液作为电解液,通过循环伏安、恒流充放电、电化学交流阻抗和循环稳定测试分析炭电极材料的电化学性能。研究结果表明:经硝酸氧化改性后的杏胡壳活性炭的综合电化学性能得到了显著提高,在0.5 A/g电流密度下,杏胡壳活性炭质量比电容达到196 F/g。在2 A/g的电流密度下充放电循环2500次后,电容保持率达到99%,展现出优异的电化学性能。