河北科技师范学院学报2024,Vol.38Issue(1) :62-70.DOI:10.3969/J.ISSN.1672-7983.2024.01.008

剑麻生物质多孔碳/硫复合电极材料的制备及性能

Preparation and Properties of Porous Carbon from Sisal Hemp/Sulfur Composite Electrode Materials

柴英杰 雷紫杰 王利江 李巍 李博文 王薇妍 赵夏雨 赵桐 韩璐 张志伟 沈星星 蔡爱军
河北科技师范学院学报2024,Vol.38Issue(1) :62-70.DOI:10.3969/J.ISSN.1672-7983.2024.01.008

剑麻生物质多孔碳/硫复合电极材料的制备及性能

Preparation and Properties of Porous Carbon from Sisal Hemp/Sulfur Composite Electrode Materials

柴英杰 1雷紫杰 1王利江 1李巍 1李博文 1王薇妍 1赵夏雨 1赵桐 1韩璐 1张志伟 1沈星星 1蔡爱军2
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作者信息

  • 1. 河北科技师范学院化学工程学院,河北秦皇岛,066600
  • 2. 河北科技师范学院海洋资源与环境学院,河北秦皇岛,066600
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摘要

为解决锂硫(Li-S)电池在实际应用中S和Li2S2/Li2S不导电、体积膨胀和多硫化物的"穿梭效应"等问题,本次试验采用化学活化法制备剑麻基生物碳(AC),熔融扩散法制备碳/硫复合正极材料(ACS),因多壁碳纳米管(MWCNTs)具有独特的三维结构,可以抑制多硫化物的穿梭效应,将其作为隔膜涂层(YTC).试验结果表明,在0.10 C倍率下,YTC电池的初始放电容量为974.3 mAh·g-1,循环200圈后容量保持在622 mAh ·g-1.进一步说明在隔膜上涂覆MWCNTs与正极材料结合,可提高材料导电性和抑制多硫化物的穿梭效应,表现出良好的循环性能和库伦效率.

Abstract

Sisal-based biological carbon(AC)was prepared with chemical activation method and carbon/sul-fur composite cathode material(ACS)was prepared with melting diffusion method to solve the problems of non-conductivity and volume expansion of S and Li2S2/Li2S,and"shuttle effect"of polysulfide in the practi-cal application of lithium sulfur(Li-S)batteries.Featured a unique three-dimensional structure,multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs)were taken as diaphragm coating(YTC)to restrain the shuttle effect of polysul-fide.The results showed that the initial discharge capacity of YTC battery was 974.3 mAh·g-1 at 0.10 C rate,and remained 622 mAh·g-1 after 200 cycles,indicating that coating MWCNTs on diaphragm combined with positive electrode material could improve the conductivity of the material and inhibit the shuttle effect of polysulfide,showing good cycling performance and coulomb efficiency.

关键词

Li-S电池/多硫化物/正极材料/隔膜涂层

Key words

Li-S battery/polysulfide/positive electrode material/diaphragm coating

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基金项目

国家自然科学基金(21501043)

河北省省级科技计划(21327310D)

河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2016086)

大中学生科技创新能力培育专项(2022)(202151001010544)

河北省大学生创新创业训练计划(S202310798010)

河北省大学生创新创业训练计划(X2023016)

河北科技师范学院研究生创新项目(CXZZ202107)

河北科技师范学院研究生创新项目(CXZZSS2022092)

研究生课程思政示范项目(2022)(YKCSZ2022117)

出版年

2024
河北科技师范学院学报
河北科技师范学院

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影响因子:0.414
ISSN:1672-7983
参考文献量21
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