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黏结剂对钾硫电池正极材料性能的影响研究
被引量：
2
1
作者
员紫梦
刘单单
黄佳佳
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2022年第6期70-76,共7页
针对钾硫(K-S)电池中硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在循环过程中因结构不稳定易发生容量衰减问题,以黏结剂为研究对象,比较了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂对SPAN正极电化学性能的影响,并进一步通过动力学测试和电极形貌微...
针对钾硫(K-S)电池中硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在循环过程中因结构不稳定易发生容量衰减问题,以黏结剂为研究对象,比较了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂对SPAN正极电化学性能的影响,并进一步通过动力学测试和电极形貌微观测试探明黏结剂结构对电池性能的影响机理。倍率性能测试结果表明:使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、3C倍率下分别具有1256、1161、1058、946、716、538 mAh/g的放电比容量,之后再以0.1C倍率充放电所得放电比容量仍保持为1253 mAh/g,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的倍率性能。此外,循环性能测试结果表明:使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.5C电流密度下经过100次循环后仍具有822 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达75.6%,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的循环性能。机理测试结果表明:CMC黏结剂性能优异的原因在于其结构中大量的含氧活性官能团,一方面可以与活性物质颗粒之间形成较强的化学相互作用,显著提高黏附强度,从而能够承受循环过程中SPAN正极巨大的体积变化,维持电极内部导电网络的稳定,防止电极结构坍塌,提高电池的循环稳定性;另一方面,—COONa可以提高电极的钾离子扩散系数,促进钾离子传输,改善电池的倍率性能。
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关键词
硫
化聚丙烯腈
钾
硫
电池
羧甲基纤维素钠
聚偏二氟乙烯
黏结剂
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职称材料
碳基柔性电极用于电化学钾储存器件
被引量：
2
2
作者
吴禹翰
吴效楠
+3 位作者
关银燕
徐杨
史发年
梁吉艳
《新型炭材料（中英文）》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期852-874,共23页
随着柔性可穿戴电子市场的快速发展,柔性电化学储能技术取得了令人瞩目的进步。尽管如此,开发低价、安全、高性能的柔性电极依然面临着挑战。在过去的几年里,钾基电化学能量储存体系凭借钾资源的成本优势和易于获得性,而引起广泛的关注...
随着柔性可穿戴电子市场的快速发展,柔性电化学储能技术取得了令人瞩目的进步。尽管如此,开发低价、安全、高性能的柔性电极依然面临着挑战。在过去的几年里,钾基电化学能量储存体系凭借钾资源的成本优势和易于获得性,而引起广泛的关注。炭材料由于其轻质、无毒、丰富等优点而被用作柔性能量储存器件的电极材料或基质材料。本文总结了炭材料(如,碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯)作为柔性电化学钾储存器件(包括钾离子电池、钾离子混合电容、钾-硫/硒电池)的研究进展。同时,概述了碳基柔性电极的合成策略以及已取得的电化学性能。最后,讨论了该领域未来发展面临的挑战并给出了展望。
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关键词
炭材料
柔性
钾
离子
电池
钾
离子混合电容
钾
-
硫
/硒
电池
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职称材料
题名
黏结剂对钾硫电池正极材料性能的影响研究
被引量：
2
1
作者
员紫梦
刘单单
黄佳佳
机构
郑州大学化工学院
出处
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2022年第6期70-76,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51873198)。
文摘
针对钾硫(K-S)电池中硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在循环过程中因结构不稳定易发生容量衰减问题,以黏结剂为研究对象,比较了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂对SPAN正极电化学性能的影响,并进一步通过动力学测试和电极形貌微观测试探明黏结剂结构对电池性能的影响机理。倍率性能测试结果表明:使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、3C倍率下分别具有1256、1161、1058、946、716、538 mAh/g的放电比容量,之后再以0.1C倍率充放电所得放电比容量仍保持为1253 mAh/g,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的倍率性能。此外,循环性能测试结果表明:使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.5C电流密度下经过100次循环后仍具有822 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达75.6%,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的循环性能。机理测试结果表明:CMC黏结剂性能优异的原因在于其结构中大量的含氧活性官能团,一方面可以与活性物质颗粒之间形成较强的化学相互作用,显著提高黏附强度,从而能够承受循环过程中SPAN正极巨大的体积变化,维持电极内部导电网络的稳定,防止电极结构坍塌,提高电池的循环稳定性;另一方面,—COONa可以提高电极的钾离子扩散系数,促进钾离子传输,改善电池的倍率性能。
关键词
硫
化聚丙烯腈
钾
硫
电池
羧甲基纤维素钠
聚偏二氟乙烯
黏结剂
Keywords
sulfurized polyacrylonitrile
potassium-sulfur batteries
sodium carboxymethyl cellulose
polyvinylidene fluoride
binder
分类号
TQ028.2 [化学工程]
O611.6 [理学—无机化学]
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职称材料
题名
碳基柔性电极用于电化学钾储存器件
被引量：
2
2
作者
吴禹翰
吴效楠
关银燕
徐杨
史发年
梁吉艳
机构
沈阳工业大学环境与化学工程学院
河北石油职业技术大学化工系
Department of Chemistry
出处
《新型炭材料（中英文）》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期852-874,共23页
基金
辽宁省重点研发计划(2020JH2/10300079)
辽宁省百千万人才计划(2018921006)
+3 种基金
兴辽英才计划(XLYC1908034)
英国工程和自然科学研究委员会研究项目(EP/V000152/1,EP/X000087/1)
利华休姆信托委员会研究项目(RPG-2021-138)
英国皇家学会研究项目(RGS\R2\212324,SIF\R2\212002).
文摘
随着柔性可穿戴电子市场的快速发展,柔性电化学储能技术取得了令人瞩目的进步。尽管如此,开发低价、安全、高性能的柔性电极依然面临着挑战。在过去的几年里,钾基电化学能量储存体系凭借钾资源的成本优势和易于获得性,而引起广泛的关注。炭材料由于其轻质、无毒、丰富等优点而被用作柔性能量储存器件的电极材料或基质材料。本文总结了炭材料(如,碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯)作为柔性电化学钾储存器件(包括钾离子电池、钾离子混合电容、钾-硫/硒电池)的研究进展。同时,概述了碳基柔性电极的合成策略以及已取得的电化学性能。最后,讨论了该领域未来发展面临的挑战并给出了展望。
关键词
炭材料
柔性
钾
离子
电池
钾
离子混合电容
钾
-
硫
/硒
电池
Keywords
Carbon materials
Flexible
Potassium-ion batteries
Potassium-ion hybrid capacitors
K-S/Se batteries
分类号
TQ127.11 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
黏结剂对钾硫电池正极材料性能的影响研究
员紫梦
刘单单
黄佳佳
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
2
碳基柔性电极用于电化学钾储存器件
吴禹翰
吴效楠
关银燕
徐杨
史发年
梁吉艳
《新型炭材料（中英文）》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
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