碳-硫復(fù)合正極材料制備工藝及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、近幾年，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對于能源的需求也在成倍的增長，尤其是在電池方面的研究發(fā)展成為了人們關(guān)注的熱點。鋰離子電池因具有能量密度大、無記憶效應(yīng)和環(huán)境友好等優(yōu)點，成為各類電子產(chǎn)品和電動汽車的首選電源。在鋰硫鋰離子電池體系中，單質(zhì)硫作為正極材料，因具有價格低廉、儲量豐富、比能量高等優(yōu)點，成為新一代的高能量鋰離子電池的首選。但是，在該體系中，仍然存在正極硫活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能差等不足，為了解決這些問題，需要提高正極材料的導(dǎo)電性和

2、抑制多硫化物的溶解。由于活性炭具有良好的導(dǎo)電性和高比表面積，可以改善復(fù)合材料性能，因此本文選其作為硫基復(fù)合材料的基體。
　　本文以稻殼、堿木質(zhì)素為碳源，制備出高比表面積的活性炭，最終通過熔融擴(kuò)散法與升華硫合成碳/硫復(fù)合材料，并進(jìn)一步引入商業(yè)活性炭和自制的活性炭進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)采用堿木素制備的活性炭合成的碳/硫復(fù)合電極材料在電化學(xué)性能方面優(yōu)于商業(yè)活性炭和以稻殼為材料制備的活性炭。研究發(fā)現(xiàn)，碳的結(jié)構(gòu)對碳/硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能有關(guān)鍵性的

3、影響，為了制備出比較適合與硫復(fù)合的活性炭，本文重點討論了活化劑的種類、浸漬比、活化溫度和活化時間對碳結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)采用稻殼中的纖維素作為碳源、磷酸作為活化劑、浸漬比為1∶3、活化溫度550℃、活化時間1.5h的條件下制備的活性炭最適合作為硫的基體材料。在上面研究的基礎(chǔ)上，采用堿木質(zhì)素作為碳源，此時只改變浸漬比例，發(fā)現(xiàn)當(dāng)浸漬比為1∶4時，得到的活性炭較適合作為硫的基體材料。其碳/硫復(fù)合材料的首次放電比容量高達(dá)908mAh/g，1