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1、近年來,鋰硫電池引起了人們的廣泛關(guān)注,單質(zhì)硫具有高達(dá)1675 mAh/g的理論容量和2600 Wh/kg的能量密度。同時(shí)單質(zhì)硫還具有價(jià)格便宜、資源豐富和不污染環(huán)境等等優(yōu)點(diǎn),但單質(zhì)硫電導(dǎo)率不高,放電中間產(chǎn)物及最終產(chǎn)物易溶解于電解液中造成電池容量的衰減以及循環(huán)性能的嚴(yán)重下降。本文中分別將單質(zhì)硫與碳納米纖維、碳納米管、微米粒徑的活性炭通過加熱的方式復(fù)合得到硫/碳復(fù)合材料,在一定程度上彌補(bǔ)單質(zhì)硫?qū)щ娦圆畹娜秉c(diǎn),同時(shí)抑制放電中間產(chǎn)物和放電最終產(chǎn)物
2、在電解液中的溶解。
采用靜電紡絲技術(shù)制備了碳納米纖維,對(duì)聚丙烯腈(PAN)前驅(qū)體溶液的質(zhì)量濃度以及靜電紡絲的工藝參數(shù)進(jìn)行了選擇與優(yōu)化,得到了以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑,PAN為溶質(zhì),質(zhì)量濃度為7%的溶液體系。分別采用氮?dú)鈿夥蘸桶睔鈿夥諄硖幚砬膀?qū)體納米纖維膜,將其與單質(zhì)硫加熱復(fù)合得到硫/碳納米復(fù)合材料。結(jié)果表明,在氨氣氣氛熱處理得到的硫/碳復(fù)合納米纖維材料比氮?dú)鈿夥諢崽幚淼玫降膹?fù)合納米纖維材料具有更好的電化學(xué)性能。將
3、單質(zhì)硫與碳納米纖維以質(zhì)量配比7:3、9:1、4:6通過加熱復(fù)合的方式得到的三組硫/碳復(fù)合納米纖維材料樣品以及純單質(zhì)硫進(jìn)行了各種表征以及研究。各種物理表征表明,單質(zhì)硫與碳納米纖維以質(zhì)量配比7:3通過加熱的方式復(fù)合得到的硫/碳納米纖維復(fù)合材料的電導(dǎo)率是最高的;各種電化學(xué)性能表征表明,當(dāng)以335 mA/g的電流密度對(duì)四組樣品進(jìn)行充放電時(shí),單質(zhì)硫與碳納米纖維以質(zhì)量配比7:3通過加熱的方式得到的硫/碳復(fù)合納米纖維材料的電性能也是最好的,其初始放電
4、容量為458 mAh/g,100次循環(huán)后的放電容量為133.2 mAh/g,極化最小,電荷傳遞阻抗為17Ω;單質(zhì)硫的性能是最差的,其初始放電容量為385.5 mAh/g,極化最大,電荷傳遞阻抗為800Ω,因此碳納米纖維明顯提升了單質(zhì)硫的電化學(xué)性能。
將單質(zhì)硫分別與碳納米管、微米粒徑的活性炭以質(zhì)量配比7:3通過加熱的方式復(fù)合得到硫/碳納米管復(fù)合材料和硫/活性炭復(fù)合材料,當(dāng)以335 mA/g的電流密度進(jìn)行充放電時(shí),硫/碳納米管的初
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