鋰碘二次電池用碘-碳復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、I2/I-電對具有快速的氧化還原反應(yīng)速率和良好的可逆性能,將其應(yīng)用于鋰離子電池和電容器,能夠得到高的倍率性能和比容量。多孔碳材料具有較大的比表面積和較小的孔徑,豐富的孔結(jié)構(gòu)能夠吸附碘單質(zhì)及產(chǎn)物碘化鋰和多碘化鋰,限制其溶解。而且利用其優(yōu)越的導(dǎo)電性與碘復(fù)合,可以提高復(fù)合材料的電導(dǎo)率。論文分別采用熱處理和球磨的方法合成了不同碘含量的碘/碳復(fù)合材料,運(yùn)用TG、XRD、SEM、TEM等多種測試手段進(jìn)行表征,同時對其電化學(xué)性能和電極反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研

2、究。
   采用熱處理法將碘與碳納米管復(fù)合得到碘/碳納米管復(fù)合材料。在循環(huán)伏安曲線上出現(xiàn)了I2/I3-和I3-/I-兩對氧化還原峰,并具有良好的循環(huán)可逆性。在2C時初始容量為133.7mAh/g,由于活性物質(zhì)的溶解,前十周容量衰減較快。碳納米管良好的導(dǎo)電性和碘離子電對之間的快反應(yīng)使得材料具有良好的倍率性能。在100C倍率下放電容量與2C時接近,循環(huán)600周仍穩(wěn)定在94.5mAh/g。碳納米管8nm通道為電解液離子擴(kuò)散提供了足夠的

3、通道。但同時介孔較弱的吸附作用不能完全限制I2和LiI溶于電解液中,造成容量衰減和穿梭效應(yīng),使電池自放電嚴(yán)重。
   為了改進(jìn)復(fù)合材料的電化學(xué)性能,選用微介孔材料導(dǎo)電炭黑作為碳源,并比較了球磨和熱處理兩種方法對電池性能的影響。球磨法得到的材料在2C時具有穩(wěn)定的放電容量,但100C性能較差,300周后迅速衰減,這是因為球磨的材料部分團(tuán)聚,阻礙了離子擴(kuò)散的通道。熱處理法制備的復(fù)合材料中碘分散均勻,在2C倍率下放電具有較高的容量和庫侖

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