Synthesis, Characterization and Electrochemical Performance of Sulfur-Graphene Nanocomposite for High Energy Density Lithium——S.pdf

1、同鎳氫,鎳鎘電池等二次電池相比,鋰電池?fù)碛懈弑饶芰?良好循環(huán)性能,無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。因此,如今鋰電池作為儲能電源廣泛的應(yīng)用于便攜電子領(lǐng)域,比如移動手機(jī)和筆記本等。而且其優(yōu)點(diǎn)也使其成為未來電動汽車的首選儲能裝置。然而,當(dāng)前商品化的鋰電池基于石墨陽極和鈷酸鋰陰極材料,價(jià)格高而且能量密度比較低,限制了其在電動車領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。當(dāng)前的鋰離子電池能量密度僅能達(dá)到1500～200Wh/kg,不能滿足電子設(shè)備和電動車對能量的需要。
　　 鋰硫電池

2、具有極高的理論容量(1675mAh/g)和能量密度(2600Wh/kg),良好的低溫性能,資源豐富,并且環(huán)境友好。這些優(yōu)點(diǎn)使鋰硫電池成為了極有潛力的未來儲能裝置。除了這些明顯的優(yōu)點(diǎn)外,鋰硫電池存在的一些關(guān)鍵問題,比如反應(yīng)中間體多硫離子在有機(jī)電解液中的溶解造成容量的衰減,硫的低電導(dǎo)率使得其容量利用率降低,低的庫倫效率等,限制了其實(shí)際應(yīng)用。大量的研究工作致力于解決這些問題以提高其電化學(xué)性能。在這些研究中,將硫同導(dǎo)電聚合物或各種復(fù)合是一種提高

3、其電化學(xué)性能的有效方法,但其性能提高仍然有限。
　　 這里,我們使用一種方便,綠色的一步水熱法合成硫.石墨烯復(fù)合材料,并將其應(yīng)用于鋰硫電池中。使用SEM,XRD等方法證明,在SGNS復(fù)合材料中,硫均勻的包覆在石墨烯表面,而且單層的石墨烯相互糾纏在一起構(gòu)成了一個(gè)疏松的3D導(dǎo)電骨架。BET測試和熱重測試被用來表征其復(fù)合材料的孔道結(jié)構(gòu)和其中的硫含量。循環(huán)伏安法,阻抗法和恒電流充放電方法被用來測試復(fù)合材料的電化學(xué)性能。結(jié)果顯示,在200