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KOH含量对棉秆碳结构特征及锂硫电池正极性能的影响 被引量：2
1
作者 蒲鹏 王洋 +2 位作者 董振飞 谭天乐 邓辉 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期134-139,共6页
以棉秆为生物质源、KOH为活化剂、单质硫为储能物质,采用炭化-活化-高压3步法制备高性能碳硫复合材料,并探究KOH用量对活性碳结构以及复合材料电化学性能的影响。结果表明,KOH的活化促进了活性碳中10 nm以下孔的发育,碳碱质量比(棉秆碳... 以棉秆为生物质源、KOH为活化剂、单质硫为储能物质,采用炭化-活化-高压3步法制备高性能碳硫复合材料,并探究KOH用量对活性碳结构以及复合材料电化学性能的影响。结果表明,KOH的活化促进了活性碳中10 nm以下孔的发育,碳碱质量比(棉秆碳化后的碳:KOH质量比)为1∶4时活性碳的比表面积和孔体积达到最大,分别为3068.15 m^(2)/g和1.68 cm^(3)/g。过量的KOH活化导致3~9 nm部分孔的坍塌,使得微孔/小介孔向大介孔或大孔转化,比表面积和孔体积缩小。复合材料的电化学性能和活性碳的孔体积呈正相关,碳碱质量比为1∶4时制备的活性碳与硫进行复合的碳硫复合材料展现出最佳的电化学性能。在0.1 C的电流密度下经过100次循环之后,仍可保留787 mAh/g的放电容量;在2 C的电流密度下也可展现出582 mAh/g的高比容量。 展开更多
关键词 棉秆 活化 碳/硫复合材料 电化学性能
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锂硫电池正极材料研究进展 被引量：5
2
作者 焦萌 张文佳 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第8期825-832,共8页
锂硫电池以其理论能量密度高、价格低廉等优势有望成为下一代高能高效电化学储能的优选体系。近些年,虽然针对锂硫电池的研究取得了长足进步,但其商业化应用仍面临巨大的挑战。在很大程度上,硫电极的性能对锂硫电池的整体性能起着决定... 锂硫电池以其理论能量密度高、价格低廉等优势有望成为下一代高能高效电化学储能的优选体系。近些年,虽然针对锂硫电池的研究取得了长足进步,但其商业化应用仍面临巨大的挑战。在很大程度上,硫电极的性能对锂硫电池的整体性能起着决定性的作用。总结了近些年有关硫电极材料方面取得的一些研究进展,同时,对锂硫电池的发展提出了展望。 展开更多
关键词 锂硫电池 硫电极 碳/硫复合材料 硫化锂正极材料
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高硫含量正极在锂硫电池中的研究进展 被引量：1
3
作者 吴强 张薇 +2 位作者 余创 程时杰 谢佳 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第15期1-15,共15页
锂硫电池具有高能量密度、原料储量丰富、低成本和环境友好等优点,有望发展为下一代实用化二次电池体系之一。然而锂硫电池中活性物质硫导电性差、多硫化物的溶解与穿梭效应及充放电过程中的体积膨胀等问题阻碍了其商业化进程。通过采... 锂硫电池具有高能量密度、原料储量丰富、低成本和环境友好等优点,有望发展为下一代实用化二次电池体系之一。然而锂硫电池中活性物质硫导电性差、多硫化物的溶解与穿梭效应及充放电过程中的体积膨胀等问题阻碍了其商业化进程。通过采用载体材料将硫限域、封装,可以一定程度上解决锂硫电池面临的以上问题。但是传统复合硫正极材料中硫含量和活性物质利用率较低,限制了高能量密度锂硫电池的发展。因此,开发具有高性能和高硫含量的复合硫正极是实现锂硫电池实用化的有效手段。本文从提高复合材料硫含量入手,综述了近年来碳-硫复合材料、过渡金属化合物-硫复合材料和有机硫三种高硫正极材料在锂硫电池中的研究进展,重点讲述了高硫材料的合成方法及其结构对硫和多硫化物的限制与动力学加速作用,并对高硫含量正极材料的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 硫正极 高硫含量 碳-硫复合材料 过渡金属化合物-硫复合材料 有机硫
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百香果皮基原位氮掺杂多孔碳/硫复合正极的制备及储锂性能 被引量：2
4
作者 雷冬媛 李豫云 +4 位作者 赵子瑞 段建祥 李虹 向明武 郭俊明 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期873-883,共11页
以生物质百香果皮为碳源,KHCO3为活化剂,采用同步活化碳化方法制备原位氮掺杂的分级多孔碳材料,将其与单质硫复合制得多孔碳/硫正极材料。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征... 以生物质百香果皮为碳源,KHCO3为活化剂,采用同步活化碳化方法制备原位氮掺杂的分级多孔碳材料,将其与单质硫复合制得多孔碳/硫正极材料。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征技术对制备材料的物相组成、微观形貌、比表面积及孔结构进行研究分析。同时,利用紫外可见吸收光谱研究了多孔碳对多硫化物的吸附作用,用恒电流充放电测试了不同硫含量(60%~80%)的多孔碳/硫复合正极材料的电化学性能。结果表明,制得的多孔碳材料为无定型,具有1093 m^(2)·g^(-1)的高比表面积和0.63 cm^(3)·g^(-1)的孔容;丰富的多孔结构和原位氮掺杂对多硫化物的物理化学协同吸附作用,有效降低了锂硫电池的“穿梭效应”,提高了电池的放电比容量和循环性能。硫含量为60%的多孔碳/硫复合材料,在0.05C和0.2C倍率下可释放1057.7和763.4 mAh·g^(-1)的高初始放电比容量,在1C的高倍率下循环300次后的保持率为75%。 展开更多
关键词 锂硫电池 生物质 百香果皮 碳/硫复合材料 分级多孔结构
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锂硫电池正极材料的制备及工艺优化 被引量：4
5
作者 吴凯 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期825-833,共9页
锂硫电池具有能量密度高、价格低等优势,有希望应用于下一代储能领域.但锂硫电池仍然存在一些问题,如多硫化物穿梭效应、缺乏有效的锂硫电池规模制备工艺等.为了解决这些问题,作者以不同商用碳材料(乙炔黑、科琴黑与碳纳米管)和单质硫... 锂硫电池具有能量密度高、价格低等优势,有希望应用于下一代储能领域.但锂硫电池仍然存在一些问题,如多硫化物穿梭效应、缺乏有效的锂硫电池规模制备工艺等.为了解决这些问题,作者以不同商用碳材料(乙炔黑、科琴黑与碳纳米管)和单质硫复合作为正极材料,探究正极制备工艺对多硫化物穿梭效应抑制效果及锂硫电池性能的影响.通过研究,作者得出以下结论:科琴黑作为单质硫的载体,与单质硫球磨8 h后,匹配粘结剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制备的正极浆料可实现在涂布和辊压后极片的厚度达到500μm、压实密度达到991.65 mg·cm^(-3).作者将最终得到的正极极片应用于高硫载量锂硫软包电池,电池首圈放电容量为137.4 mA·h,经过10圈循环后,放电容量为115.5 mA·h,表现出优异的电化学性能.该碳硫复合正极材料制备工艺有望在锂硫电池的宏量制备中获得应用. 展开更多
关键词 高能量密度 锂硫电池 碳硫复合材料 厚涂布
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碳硫复合材料的处理温度对锂硫电池性能影响 被引量：1
6
作者 韩雅豪 崔敏 李鹏 《山西化工》 2020年第5期11-13,25,共4页
锂硫电池因具有较高的理论能量密度,成为二次电池的研究热点。由碳、硫复合形成碳硫复合材料进而构建微观结构不同的硫正极,创造更为合适的硫还原、氧化反应环境,是提高硫正极中电化学反应效率的有效途径。处理温度对熔融法制备的碳硫... 锂硫电池因具有较高的理论能量密度,成为二次电池的研究热点。由碳、硫复合形成碳硫复合材料进而构建微观结构不同的硫正极,创造更为合适的硫还原、氧化反应环境,是提高硫正极中电化学反应效率的有效途径。处理温度对熔融法制备的碳硫复合材料应用性能影响较大,故对不同温度处理碳硫材料用作锂硫电池硫正极的充放电性能进行了实验研究,结果表明,较高温度(300℃)、足够时间下(10 h),有利于硫更深入、均匀地分散到碳材料介孔中,碳、硫充分分散接触更好,穿梭效应得到一定程度抑制,从而改善电池性能。 展开更多
关键词 碳硫复合材料 处理温度 锂硫电池
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碳硫纳米复合正极材料的电化学性能 被引量：4
7
作者 郑伟 张翠芬 胡信国 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第8期523-526,共4页
采用升华硫与高比表面积活性炭在一定条件下合成了一种新型碳硫纳米复合材料。用该复合材料作为正极活性物质所制备的锂蓄电池具有较好的循环性能和高的比容量、比能量。通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等材料... 采用升华硫与高比表面积活性炭在一定条件下合成了一种新型碳硫纳米复合材料。用该复合材料作为正极活性物质所制备的锂蓄电池具有较好的循环性能和高的比容量、比能量。通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等材料分析测试手段,对复合材料的物理化学性能进行了分析,利用循环伏安、交流阻抗和电池充放电对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,与传统硫电极比较,此复合材料表现出了很好的电化学性能,其初始放电比容量高达600mAh·g-1,经过50次循环之后,比容量仍保持在400mAh·g-1。 展开更多
关键词 锂蓄电池 正极 新型碳硫纳米复合材料 升华硫 高比表面积活性炭
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