层次孔活性炭气凝胶/硫复合正极材料的制备及其电化学性能

发布时间：2024-06-03 06:29

　　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=1 675 m A·g-1)电流密度下,初始放电比容量高达1 287 m Ah·g-1,200圈后比容量保持在643 m Ah·g-1,并表现出良好的倍率性能,明显优于单质硫电极。

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图1(a)ACA-500-3和(b)ACA-500-3-S的扫描电镜照片;(c)ACA-500-3和(d)ACA-500-3-S的透射电镜照片

孔，而且KOH对纳米颗粒单元进行活化刻蚀后可形成发达的微孔，由此组成了活性炭气凝胶的层次孔结构。由碳硫复合物ACA-500-3-S的SEM照片(图1b)可看出，填充高含量(66．2%，图2)的S后，炭材料骨架同样保持纳米网络结构特征，并没有发现单质硫的团聚物，说明单质硫已均匀地分....

图2ACA-500-3和ACA-500-3-S的热失重曲线

孔，而且KOH对纳米颗粒单元进行活化刻蚀后可形成发达的微孔，由此组成了活性炭气凝胶的层次孔结构。由碳硫复合物ACA-500-3-S的SEM照片(图1b)可看出，填充高含量(66．2%，图2)的S后，炭材料骨架同样保持纳米网络结构特征，并没有发现单质硫的团聚物，说明单质硫已均匀地分....

图3纯硫、ACA-500-3和ACA-500-3-S的XＲD谱图

孔，而且KOH对纳米颗粒单元进行活化刻蚀后可形成发达的微孔，由此组成了活性炭气凝胶的层次孔结构。由碳硫复合物ACA-500-3-S的SEM照片(图1b)可看出，填充高含量(66．2%，图2)的S后，炭材料骨架同样保持纳米网络结构特征，并没有发现单质硫的团聚物，说明单质硫已均匀地分....

图4ACA-500-3-S的(a)高分辨透射电镜照片、(b)局部放大图及其(c)碳元素和(d)硫元素面分布图

S后，所得ACA-500-3-S的比表面积及孔容均大幅下降，BET比表面积和总孔容分别降至21m2·g－1和0．17cm3·g－1。从ACA-500-3填充S前后的孔径分布图(图5(b))可以看出，填充S后，材料的微孔和大部分中孔消失。以上结果表明，单质硫在熔融复合的过程中，通过....

本文编号：3988316