吴杰
,
杨卓霖
,
肖敏
,
韩东梅
电镀与涂饰
以多孔碳纸为基体,在25℃下以恒电流电沉积方法制备了Ni-S合金.电镀液的组成为NiSO4·6H2O 60.0 g/L,Na2S2O3·5H2O16.0 g/L,Na3C6H5O7·2H2O 14.0 g/L,(NH4)2SO4 29.8 g/L.通过X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等测试手段对所得复合材料的微观结构、形貌和组分进行了表征.结果表明,在碳纸上得到的镍硫合金镀层致密均匀,硫和镍沉积到碳纤维的表面和由碳纤维形成的微孔中,镀层的含硫量为9.89％(质量分数).测得0.2C倍率下该复合材料作为锂硫电池正极的首次放电比容量为940 mA·h/g.
关键词:
多孔碳纸
,
镍硫合金
,
电沉积
,
微观结构
,
形貌
,
锂硫电池
,
正极
,
充放电
郑晓雨
,
苏方远
,
杨全红
,
康飞宇
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.19.001
能源危机和环境污染不断加剧，开发绿色、高效的电化学储能器件迫在眉睫。由于锂具有很高的能量密度，锂系二次电池包括锂离子电池、锂硫电池和锂空电池等得到广泛研究和快速发展；而碳基材料是锂系二次电池重要的电极材料和关键组分。石墨烯是“至柔至薄”的碳基材料，良好的力学、热学、电学性能以及高比表面积和柔性片状的结构特征使其在锂系二次电池中展示出很大的应用潜力；作为其它 sp2杂化碳基材料的基本结构单元，石墨烯的出现也为构建高性能的新型碳电极材料提供了契机。评述了不同结构形貌的石墨烯基材料在锂系二次电池中的研究进展，并对目前存在的问题和下一步的工作方向进行了分析与展望。
关键词:
石墨烯
,
锂离子电池
,
锂硫电池
,
锂空电池
,
二次电池
黄艳芹
人工晶体学报
采用热膨胀法制备出膨胀率较高的膨胀石墨,并将膨胀石墨和升华硫进行混合热处理,制备出硫-膨胀石墨复合正极材料.利用X-射线衍射、扫描电镜及电化学测试等方法表征材料的结构、形貌和电化学性能.结果表明,这种复合正极材料在25 mA/g的充放电条件下表现出良好的充放电性能,首循环放电比容量接近1600 mAh/g,经过50个放电循环后其比容量仍旧保持在1200 mAh/g之上.
关键词:
锂硫电池
,
膨胀石墨
,
正极材料
,
硫化石墨
闫崇
,
李向南
,
曹朝霞
,
田栓宝
,
尹艳红
,
杨书廷
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151209.002
对荷叶进行多阶温度炭化得到前驱炭材料,将材料与科琴黑(KB)、聚四氟乙烯(PTFE)按照2∶2∶3的质量比球磨混合后真空抽滤制备一种锂硫电池中间层柔性材料,PTFE/KB-C复合材料的多孔结构能为高阶硫化物 Li2 Sn(4≤n≤8)的进一步还原提供较多的三相反应位点,并利用 PTFE/KB-C 复合材料良好的多层多孔化学吸附作用来抑制可溶性多硫化物的穿梭。该中间层在以纯硫材料为正极的锂硫电池电性能测试表征中,1.0 C(电流密度1675 mA·g-1)倍率下首次放电比容量达1350 mAh·g-1,没有硝酸锂添加剂条件下经过100次充放电循环后比容量依旧保持在960 mAh·g-1,库伦效率基本在95%以上,保持了良好的循环稳定性。
关键词:
锂硫电池
,
中间层
,
正极
,
穿梭效应
,
荷叶
刘珍红
,
孙晓刚
,
邱治文
,
陈珑
,
蔡满园
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160905.001
为了改善锂硫电池的循环性能,以纸纤维为基体,多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电剂,采用真空抽滤法制得MWCNTs导电纸,并将MWCNTs导电纸作为正极集流体代替铝箔应用于锂硫电池.对MWCNTs导电纸进行了形貌结构表征和电化学性能测试,并对循环后的MWCNTs导电纸电极进行EDS检测.结果显示,MWCNTs均匀地附着在纸纤维基体上,多空隙的MWCNTs导电纸三维结构明显.采用MWCNTs导电纸作集流体的锂硫电池在0.05 C和1C倍率充放电下循环30次,比容量分别保持615 mAh/g、496 mAh/g,库伦效率达97.5％以上,且电荷转移电阻在循环后降低.EDS元素分析结果证实MWCNTs导电纸对多硫化锂有吸附作用,从而一定程度抑制了锂硫电池的穿梭效应.因此,以MWCNTs导电纸作为集流体能有效增加活性物质硫的负载量和接触面积,使锂硫电池具有良好的循环稳定性和库伦效率性能.
关键词:
锂硫电池
,
碳纳米管
,
导电纸
,
集流体
,
库伦效率
胡菁菁
,
李国然
,
高学平
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13387
锂/硫电池是以金属锂为负极、单质硫为正极而构筑的二次电池体系.锂/硫电池具有高的理论能量密度(2600 Wh/kg),成为最具发展潜力的高能化学电源体系.但这种基于溶解-沉积反应的锂/硫电池体系仍面临一些无法避免的问题,包括金属锂负极的显著结构变化、硫正极材料存在的活性物质利用率低和循环性能差等缺点,制约了锂/硫电池的发展.本文结合近年来关于锂/硫电池的突破进展,简要阐述了锂/硫电池的研究现状、问题及面临的挑战.
关键词:
锂硫电池
,
硫
,
锂
,
电解液
,
复合材料
,
综述
陈飞彪
,
王英男
,
吴伯荣
,
熊云奎
,
廖维林
,
吴锋
,
孙喆
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13485
以经活化处理的石墨烯(AG)为主体材料,通过化学还原法制备了石墨烯负载硫的复合正极材料 AG/S。SEM、EDX和TEM测试结果表明经活化处理后形成手风琴结构的AG,有利于电解液的浸润；活性物质硫均匀地负载在AG表面,同时沉积在AG的层间。电化学测试表明：在400 mA/g电流密度下, AG/S复合正极材料首次放电比容量为1452.9 mAh/g,经过200次循环之后,放电比容量仍保持在909.7 mAh/g；在1000 mA/g电流密度下, AG/S复合材料首次放电比容量为1309.9 mAh/g,经过200次循环之后,放电比容量仍保持在717.1 mAh/g。AG/S复合正极材料的倍率性能、库仑效率和循环性能优异,这得益于小尺寸的硫在材料中均匀分布,活化石墨烯优良的导电性以及其结构对硫的固化作用。
关键词:
锂硫电池
,
石墨烯
,
复合正极材料
,
循环性能
马国强
,
温兆银
,
王清松
,
靳俊
,
吴相伟
,
张敬超
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140671
以Ce(OH)4为原料,采用热分解法制备得到粒径小于10 nm的CeO2纳米晶.制备得到的CeO2纳米晶表面存在丰富的羟基和硝基,作为硫正极添加剂,一方面可以有效吸附硫和多硫化锂,抑制多硫化锂在电解液中的溶解和穿梭效应的发生,进而提高电池的循环性能.同时,可以改善电极和电解液之间的接触性,提高活性物质利用率.其中,含有5wt％的CeO2纳米晶的锂硫电池在0.1C和0.5C(1 C=1675 mA/g)的充放电倍率下,100周之后放电比容量分别达750 mAh/g和598 mAh/g,远高于不含有CeO2纳米晶的523mAh/g和395mAh/g,同时,循环前后的电池阻抗也明显降低.
关键词:
锂硫电池
,
CeO2纳米晶
,
电极添加剂
,
循环性能
王宇晖
,
靳俊
,
郭战胜
,
温兆银
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160325
实验设计了一种可实时原位观测锂硫电池电极变形及电化学反应过程的实验装置.实验中观测到充放电过程中的硫电极的弯曲形变,发现放电过程中硫正极形变增大,曲率增大,静置和充电过程中形变逐步还原,曲率随之减小.同时还发现随着电化学反应的进行,由于放电产物多硫化物的溶解,正极附近的电解液呈黄色且不断加深.结合扫描电子显微镜(SEM)观察充放电前后的电极断面和表面的形貌,验证硫正极在充放电过程中出现明显的形变,从而导致电极曲率的变化.
关键词:
锂硫电池
,
弯曲形变
,
电极膨胀
,
透明电池
,
硫电极
张娜
,
刘敏
,
陈永
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.06.013
以椰壳为原料,采用化学活化法制备不同比表面积和孔结构的活性炭,通过改变制备工艺参数来调节活性炭的比表面积和孔结构.将活性炭负载60%(质量分数)硫后,作为锂硫电池的正极材料,研究活性炭孔结构对锂硫电池性能的影响.结果表明:随着活性炭比表面积的增加,中孔比例增加,锂硫电池比容量逐步提高.其中,当活化剂与炭化料的质量比为4时,活性炭的比表面积达到2900 m2/g,中孔率达到15.36%.在电流密度为200 mA/g时,首次放电比容量高达1294.5 mAh/g,循环100次后的可逆比容量仍然高达809.3 mAh/g.
关键词:
活性炭
,
孔结构
,
锂硫电池
,
电化学性能
