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
张强
,
程新兵
,
黄佳琦
,
彭翃杰
,
魏飞
新型炭材料
随着石墨负极的成功商用，锂离子电池在智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备中已得到广泛的应用。经过20多年的发展，现有基于嵌锂化合物正极的锂离子电池已接近其理论容量，但仍不能满足高速发展的电子工业和新兴的电动汽车等行业的要求，寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池系统具有极高的理论能量密度，在多种储能系统中是最具潜力的一种二次电池。但是锂硫电池中也存在硫的电导率极低、多硫化物溶解迁移等问题，使其在走向实用化的过程中遇到许多困难。纳米碳质材料在新型锂硫电池的开发过程中处于重要地位，通过纳米炭的引入，可以获得导电复合正极材料，控制多硫化物的穿梭，从而有望实现正极硫材料的高效利用。综述了基于纳米炭-硫复合正极材料，尤其是碳纳米管、石墨烯、多孔炭以及其杂化物等材料复合的电极，分析其结构与锂硫电池性能的关系，并展望锂硫电池的发展方向。
关键词:
锂硫电池
,
碳硫复合正极
,
纳米炭
,
碳纳米管
,
石墨烯
,
多孔炭
,
杂化物
岳鑫
,
刘慧
,
刘景东
,
王文继
功能材料
采用加热法,将三聚磷腈复合硫(TPS)正极材料与介孔炭复合,以期望改善电极性能.扫描电子显微镜显示TPS具有与硫不同的表面形貌,接触角测定表明水滴与TPS表面的接触角为35°,而硫表面的接触角为115.,XRD和IR测定证明TPS结构特征为表面经过磷腈基团修饰的硫.复合介孔炭后,TPS电极性能改善,在10mA/g的充放电电流下,其首次放电容量为767mAh/g,第二周容量保持率为84.8％,30次循环后容量为303.8mAh/g.
关键词:
聚磷腈
,
复合硫正极
,
锂硫电池
,
充放电性能
卢松涛
,
王志达
,
陈艳
,
吴晓宏
材料科学与工艺
为提高电极中硫的负载量，采用水热法和热处理法制备了锂硫电池用无粘结剂三维石墨烯-硫正极材料，用比表面积测试仪、电子扫描电镜、电化学工作站以及电池测试系统对电极的比表面积、微观表面形貌和电化学性能进行了表征．结果表明：所制备的无粘结剂三维石墨烯-硫电极的最高放电比容量为517．3 mAh/g，50次循环后，放电比容量仍能保持在448．9 mAh/g，表现出较高的比容量和良好的循环性能．
关键词:
锂硫电池
,
三维石墨烯
,
无粘结剂
,
正极材料
,
电化学性能
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
胡宗倩
,
谢凯
材料导报
综述了锂硫电池硫正极材料的研究现状.针时锂硫电池目前存在的问题,展望了其发展趋势,并指出硫/有序多孔碳纳米复合材料对提升锂硫电池性能有重要研究价值；同时形成三维空间传导网络的导电添加剂和具有良好粘接性、导电性及电化学稳定性的粘结剂对锂硫电池性能提升也具有重要作用.
关键词:
锂硫电池
,
正极
,
复合材料
,
粘结剂
,
导电剂
李芳菲
,
吕伟
,
牛树章
,
李宝华
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(14)60140-2
利用石墨烯作为新型的阻挡层，设计并制备出具有核壳结构的石墨烯包覆多孔炭/硫复合材料，抑制锂硫电池中的“穿梭效应”，以提高正极材料的循环性能。该结构利用多孔炭材料作为储存硫的载体，而石墨烯作为阻挡层可以限制充放电过程中形成的多硫化物向体相电解液中的扩散，从而实现对正极材料的容量和循环性能的提高。此外，提出一种简便的组装方法来实现石墨烯在多孔炭/硫复合材料表面的包覆。利用氧化石墨烯在液相还原过程中官能团的去除来降低亲水性，从而使其自发地包覆在不亲水的多孔炭/硫复合材料表面，形成石墨烯包覆的核壳结构。
关键词:
锂硫电池
,
核壳结构
,
还原氧化石墨烯
,
炭硫复合
吴锋
,
吴生先
,
陈人杰
,
陈实
,
王国庆
新型炭材料
为增强单质硫电极的导电性能和抑制活性硫在电解液中的溶解,选用高比表面积、强吸附能力的多壁碳纳米管作为非活性添加剂,通过密封分段加热的方式与单质硫形成复合材料.X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)测试均表明单质硫均匀分散到碳纳米管基体中.电化学测试显示添加碳纳米管的硫电极首次放电比容量高达1 487.0 mAh · g-1,硫的利用率达到了88.9%,循环50次后比容量还保持在913.7 mAh · g-1,较之普通硫电极其电化学性能得到显著改善.
关键词:
多壁碳纳米管
,
单质硫
,
正极材料
,
锂硫电池
陈君政
,
吴锋
,
陈人杰
,
李丽
,
陈实
新型炭材料
采用分段加热法合成了不同管径、不同硫含量的单质硫-多壁碳纳米管( S-MWCNT)复合材料,利用电化学方法、SEM、TEM、比表面吸附等分析方法,筛选出以10~20 nm直径的MWCNT为核,质量分数85%硫为壳的最优化条件下的复合材料。 SEM测试显示单质硫均匀填充到MWCNT的中空管和层间的孔中形成了结构稳定的复合物。在最优化的条件下,复合材料首次放电比容量达1272.8 mAh·g-1,活性物质利用率为76.0%,循环至第80周时放电容量还保持在720.1 mAh·g-1,容量保持率高达64.4%。与未添加MWCNT的单质硫电极相比,硫复合电极活性物质的利用率和循环性能都得到了较大的改善。
关键词:
不同管径
,
多壁碳纳米管
,
锂硫电池
,
单质硫正极
