改性乙炔黑对锂硫电池电化学性能的影响
来源期刊：材料导报2020年第8期
论文作者：郭锦 闫晓燕 张敏刚
文章页码：8020 - 8024
关键词：改性乙炔黑;循环性能;复合材料;锂硫电池;
摘 要：采用浓硝酸蒸汽改性乙炔黑（H-AB）表面,再将其与升华硫（S）通过热处理法复合制备S/H-AB复合材料。X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和氮气吸附仪测试结果表明,经过浓硝酸蒸汽改性后,乙炔黑不仅在表面引入羧基官能团,且孔径和比表面积均增大,硫均匀地包覆于乙炔黑表面及内部。电化学测试结果表明,通过在H-AB纳米微粒表面引入羧基强亲水性官能团,固定单质硫及多硫化锂,有效减少穿梭效应的发生,同时减小了活性物质与电解液的接触阻抗,改善硫电极的循环稳定性,提高活性物质硫的利用率。S/H-AB复合正极的放电比容量和循环性能明显优于S/AB,经过100周循环后,其放电比容量仍保持为563 m Ah·g-1,远高于未经改性乙炔黑S/AB复合正极的放电比容量(406. 9 m Ah·g-1)。
郭锦1,2，闫晓燕1，张敏刚1,2
1. 太原科技大学材料科学与工程学院先进材料研究所
摘 要：采用浓硝酸蒸汽改性乙炔黑（H-AB）表面,再将其与升华硫（S）通过热处理法复合制备S/H-AB复合材料。X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和氮气吸附仪测试结果表明,经过浓硝酸蒸汽改性后,乙炔黑不仅在表面引入羧基官能团,且孔径和比表面积均增大,硫均匀地包覆于乙炔黑表面及内部。电化学测试结果表明,通过在H-AB纳米微粒表面引入羧基强亲水性官能团,固定单质硫及多硫化锂,有效减少穿梭效应的发生,同时减小了活性物质与电解液的接触阻抗,改善硫电极的循环稳定性,提高活性物质硫的利用率。S/H-AB复合正极的放电比容量和循环性能明显优于S/AB,经过100周循环后,其放电比容量仍保持为563 m Ah·g-1,远高于未经改性乙炔黑S/AB复合正极的放电比容量(406. 9 m Ah·g-1)。
关键词：改性乙炔黑;循环性能;复合材料;锂硫电池;
