改性多孔碳在鋰硫電池中的應用.pdf

1、近年來，鋰離子電池的應用已經(jīng)從移動電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到大規(guī)模儲能，電動汽車等方面。然而，傳統(tǒng)的鋰離子電池幾乎已經(jīng)達到了其理論能量密度極限，難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。因此人們急需具有更高的能量密度以及更低成本的更先進的可充電電池。鋰硫電池理論容量密度高達2600 Wh kg-1，同時具有成本低，原料無污染的優(yōu)點，因此被認為是鋰離子電池最有希望的繼任者。但是，單質(zhì)硫的低電子電導率，放電過程中的體積膨脹以及中間產(chǎn)物多硫離子(Sn2-,3≤n≤8)

2、在電解液中的溶解和擴散等問題導致鋰硫電池的活性物質(zhì)利用率低、電池循環(huán)壽命短，嚴重限制了其商業(yè)化應用。
　　各種各樣的多孔碳材料被廣泛用作硫的載體用以鋰硫電池體系以提高單質(zhì)硫的電子電導率，抑制中間產(chǎn)物在電解液中的擴散流失。針對鋰硫電池存在的問題，本文主要做了以下兩個方面的工作：
　?。?）針對普通的多孔碳抑制多硫離子的溶解溢出效率低，難以有效提高電池循環(huán)穩(wěn)定性差的問題，采用在多孔碳（科琴黑，KB）外包覆碳層的方法，設(shè)計了一種具

3、有中空結(jié)構(gòu)的KB@C復合材料。該方法簡單，原料便宜，適合大規(guī)模制備。改性的材料與未改性的科琴黑相比，經(jīng)過200周循環(huán)容量保持率由37.37％提高到81.55%。
　?。?）我們在實驗中發(fā)現(xiàn)SnO2對多硫離子Sn2-(4≤n≤8)有很強的化學吸附作用。為了充分利用SnO2的吸附能力，我們首先將分級多孔碳（HPC）與之復合，合成了HPC@SnO2復合結(jié)構(gòu)，然后將HPC@SnO2分別應用到正極和隔膜涂層中。結(jié)果顯示，在插層（涂層）中，S