多孔碳-硫復(fù)合電極材料制備及其鋰—硫二次電池應(yīng)用.pdf

1、硫電極材料具有成本低、比容量高(1672 mAh/g)及環(huán)境友好等優(yōu)點，因而由其構(gòu)成的鋰-硫二次電池備受關(guān)注。但硫電極材料在室溫條件下，其離子和電子電導(dǎo)率都較低(5×10-30 S/cm)，無法滿足實際應(yīng)用。目前，對硫電極材料采用表面改性技術(shù)制備碳-硫復(fù)合材料可有效解決硫電極動力學(xué)性能不佳和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等關(guān)鍵問題。本文擬尋找一種簡單易行、成本低廉和高效節(jié)能的方法制備多孔碳材料，并用其構(gòu)筑硫-碳復(fù)合電極材料，獲得高性能鋰-硫二次電池。

2、>　　本文第三章采用低成本、高效、無模板溶膠-凝膠法，成功制備出新型介孔泡沫碳材料(Mesoporous Carbon Foam，MCF)。通過材料結(jié)構(gòu)表征可知此類MCF材料具有較高比表面積(1478.55 m2/g)、高孔隙率及豐富的孔徑分布，是一種理想的儲硫載體材料。在第四章中，利用高溫?zé)釘U散方式將單質(zhì)硫與MCF復(fù)合獲得介孔泡沫碳/硫(MCF/S)復(fù)合材料。研究表明MCF的孔徑分布與硫負(fù)載量具有一定關(guān)聯(lián);MCF/S中硫含量及殘余孔體

3、積對材料電化學(xué)性能具有重大影響。當(dāng)復(fù)合材料中硫含量為57.22 wt％時，MCF/S的初始放電容量高達1285 mAh/g，經(jīng)50次循環(huán)后仍能保持878 mAh/g。相比純硫樣品，MCF/S表現(xiàn)出更好的電化學(xué)性能，這源于載體碳具有高比表面積、高孔隙率以及高導(dǎo)電率。
　　第五章以椰子殼基活性炭為載體，合成出碳-硫復(fù)合電極材料。微結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)測試證實:當(dāng)C與KOH的比例為1∶1.5時，可得到高質(zhì)量椰子殼基活性炭。此外，本文制備所得