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含硫复合电极的制备及性能

刘景东  陈龙  郑小双  施再发  
【摘要】:锂硫电池存在着活性物质溶解流失、在碳电极表面循环可逆性差的缺点,对单质硫表面进行修饰、在碳硫复合电极上负载添加剂可改善电极性能。使用磷腈基团对单质硫表面进行修饰,在碳硫复合电极上混合蒙脱石,液相沉积硫化锰,液相沉积结合热处理负载硫化锌,均可提高复合电极的循环性能。使用磷腈基团对单质硫进行修饰后,与水表面接解角由98°降低为35°,表面形貌由光滑变为棱角分明;XRD数据表明,负载物含量低于20wt%时,不出现负载相衍射峰;SEM和氮气吸脱附曲线表明,负载之后,比表面积及孔容均大为减小,表明负载物在多孔炭孔洞表面和孔隙分布;CV曲线表明,负载的部分硫化锰或硫化锌在还原过程会分解为单质硫,负载硫化锰的复合电极在1.33V(vs Li+/Li)出现氧化峰,表明多硫离子与Li2S(Li2S2)的转换转变为部分可逆过程。负载硫化锰的含硫复合电极初始放电容量为1412.5mAh/g,首次放电容量为1268.2mAh/g,二次放电容量损失仅为144.3mAh/g,50次放电后容量仍保持727.4mAh/g。(以上容量值以复合电极含的硫的质量计算)

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