改性多孔碳在鋰硫電池中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，鋰離子電池的應(yīng)用已經(jīng)從移動(dòng)電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到大規(guī)模儲(chǔ)能，電動(dòng)汽車(chē)等方面。然而，傳統(tǒng)的鋰離子電池幾乎已經(jīng)達(dá)到了其理論能量密度極限，難以滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。因此人們急需具有更高的能量密度以及更低成本的更先進(jìn)的可充電電池。鋰硫電池理論容量密度高達(dá)2600 Wh kg-1，同時(shí)具有成本低，原料無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是鋰離子電池最有希望的繼任者。但是，單質(zhì)硫的低電子電導(dǎo)率，放電過(guò)程中的體積膨脹以及中間產(chǎn)物多硫離子(Sn2-,3≤n≤8)

2、在電解液中的溶解和擴(kuò)散等問(wèn)題導(dǎo)致鋰硫電池的活性物質(zhì)利用率低、電池循環(huán)壽命短，嚴(yán)重限制了其商業(yè)化應(yīng)用。
　　各種各樣的多孔碳材料被廣泛用作硫的載體用以鋰硫電池體系以提高單質(zhì)硫的電子電導(dǎo)率，抑制中間產(chǎn)物在電解液中的擴(kuò)散流失。針對(duì)鋰硫電池存在的問(wèn)題，本文主要做了以下兩個(gè)方面的工作：
　　（1）針對(duì)普通的多孔碳抑制多硫離子的溶解溢出效率低，難以有效提高電池循環(huán)穩(wěn)定性差的問(wèn)題，采用在多孔碳（科琴黑，KB）外包覆碳層的方法，設(shè)計(jì)了一種具

3、有中空結(jié)構(gòu)的KB@C復(fù)合材料。該方法簡(jiǎn)單，原料便宜，適合大規(guī)模制備。改性的材料與未改性的科琴黑相比，經(jīng)過(guò)200周循環(huán)容量保持率由37.37％提高到81.55%。
　?。?）我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)SnO2對(duì)多硫離子Sn2-(4≤n≤8)有很強(qiáng)的化學(xué)吸附作用。為了充分利用SnO2的吸附能力，我們首先將分級(jí)多孔碳（HPC）與之復(fù)合，合成了HPC@SnO2復(fù)合結(jié)構(gòu)，然后將HPC@SnO2分別應(yīng)用到正極和隔膜涂層中。結(jié)果顯示，在插層（涂層）中，S