氮硫共摻雜多孔碳材料的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用

編號(hào)：NMJS08261

篇名：氮硫共摻雜多孔碳材料的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用

作者：趙桂香 Wail Hafiz Zaki Ahmed 朱福良

關(guān)鍵詞： 鋰硫電池 多孔碳 N、S共摻雜

機(jī)構(gòu)： 蘭州理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 鋰硫電池因其較高的理論容量和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)被視為極具發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)能裝置,但是多硫化物的穿梭效應(yīng)極大地限制了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用。本文以葡萄糖為碳源,離子液體為氮源和硫源,KCl和ZnCl2為模板劑,KOH為活化劑,通過(guò)熱解工藝合成了氮硫共摻雜多孔碳(NSPC)。XPS和極性吸附實(shí)驗(yàn)表明N、S雜原子成功引入并且提高了碳材料對(duì)多硫化物的吸附能力,有效緩解多硫化物的穿梭效應(yīng),而較高的比表面積(1290.67 m2·g-1)有助于提高硫負(fù)載量。負(fù)載70.1wt.%的硫后(S@NSPC)作為鋰硫電池的正極材料表現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能。在167.5 mA·g-1的電流密度下S@NSPC的首次放電容量為1229.2 mAh·g-1,遠(yuǎn)高于S@PC的861.6 mAh·g-1,且S@NSPC循環(huán)500圈后容量為328.1 mAh·g-1。當(dāng)電流密度從3350 mA·g-1恢復(fù)至167.5 mA·g-1時(shí),可逆容量達(dá)到首圈放電比容量的80%,幾乎恢復(fù)至其初始值。