锂硫电池正极用钴掺杂空心多孔碳载体材料

锂硫电池被认为是新一代低成本、高能量密度的储能系统。但由于硫正极导电性差、穿梭效应严重以及氧化还原反应速率慢,导致电池容量衰减严重,倍率性能较差。本研究以柠檬酸钠为碳源制备了具有三维中空结构的多孔碳材料,并在其骨架上负载钴纳米颗粒后作为硫正极的载体。引入的钴纳米颗粒可有效吸附多硫化物,提升其转化反应的动力学,进而明显改善电池的循环和倍率性能。所得的钴掺杂复合硫正极在0.5C(1C=1672 mAh·g^(-1))的倍率下首圈放电比容量高达1280 mAh·g^(-1),在1C的倍率下稳定循环200圈后可保持770 mAh·g^(–1),并且具有优异的倍率性能,即使在10C的大电流密度下仍可稳定循环。