編號(hào)：CYYJ03981
篇名：木質(zhì)素基碳/硫納米球復(fù)合材料作為高性能鋰硫電池正極材料
作者：李順 黃建國(guó) 何桂金
關(guān)鍵詞： 鋰硫電池 木質(zhì)素 碳納米球 正極材料 電化學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 浙江農(nóng)林大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院 浙江大學(xué)化學(xué)系
摘要： 鋰硫電池(Li-S)以其理論容量高(1675mAh/g),、比能量密度高(2600Wh/kg)等優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型的儲(chǔ)能裝置而受到人們的廣泛關(guān)注,。然而,，由于單質(zhì)硫的電導(dǎo)率較低以及中間體多硫化物(Li2Sn,，4≤ n ≤8)在放電/充電過(guò)程中的“穿梭效應(yīng)”，導(dǎo)致活性硫的利用率降低,，陰極材料的容量損失不可逆,。因此，尋找一種具有成本效益,、可循環(huán)利用和熱穩(wěn)定性的載體基質(zhì),，對(duì)于提高元素硫的利用率和提高鋰硫電池的電化學(xué)性能至關(guān)重要。本文以天然木質(zhì)素為碳源,，采用簡(jiǎn)易化學(xué)方法制備了三維多孔碳硫納米復(fù)合材料,。首先，以木質(zhì)素磺酸鈉為碳源,，通過(guò)萃取和炭化制備了碳納米球,。然后，在熔融過(guò)程中將單質(zhì)硫成功地浸漬到木質(zhì)素基碳納米球的孔隙中,，制備了 LS-C/S 納米球復(fù)合材料,。采用含硫量為59.41% 的納米復(fù)合材料作為鋰硫電池正極材料，在0.1 C 的電流密度下,，第一次放電容量為800.3 mAh/g,，第一次充電容量為758.8 mAh/g，庫(kù)侖效率為94.8% ,。經(jīng)過(guò)200次重復(fù)放電/充電循環(huán),，容量穩(wěn)定在647.4 mAh/g，容量保持率為84.3% ,，相當(dāng)于每次循環(huán)平均容量損失0.0785% ,。此外，經(jīng)過(guò)多次高速放電/充電循環(huán)后,，LS-C/S 納米復(fù)合材料的比容量仍然恢復(fù)并穩(wěn)定在620mAh/g,，表現(xiàn)出良好的可逆速率能力。木質(zhì)素基碳納米球具有高比表面積和多孔結(jié)構(gòu),，有效促進(jìn)了 Li + 和 e-的遷移,，抑制了多硫化鋰的“穿梭效應(yīng)”，改善了鋰離子的遷移性能,。
