功能化氧化石墨烯作為鋰硫電池正極硫載體的性能研究

編號：CYYJ03465

篇名：功能化氧化石墨烯作為鋰硫電池正極硫載體的性能研究

作者：譚超 王超

關(guān)鍵詞： 氧化石墨烯 功能基團(tuán) 鋰硫電池 多硫化鋰

機構(gòu)： 廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院

摘要： 隨著便攜式電子設(shè)備、新能源電動汽車和儲能電網(wǎng)的快速發(fā)展,人類對經(jīng)濟高效的電化學(xué)儲能(EES)系統(tǒng)的需求越來越大。鋰硫電池由于成本低、取材廣、效率高、質(zhì)量輕、硫元素零污染等優(yōu)勢,已成為當(dāng)前EES系統(tǒng)中應(yīng)用范圍最廣的儲能器件之一。然而,因正極硫的利用率低、鋰枝晶生長、體積膨脹和長鏈多硫化物的穿梭效應(yīng)等問題,嚴(yán)重制約了其商業(yè)化進(jìn)程。因此,尋找新的硫宿主材料迫在眉睫。本工作通過開發(fā)煤基氧化石墨烯復(fù)合材料試圖解決上述問題,設(shè)計了一種含氧官能團(tuán)的煤基氧化石墨烯,對多硫化物的空間限域或物理捕捉。并通過煤基石墨烯(G)和被氧化后的煤基氧化石墨烯(GO),組裝成完整的扣式鋰硫電池;實現(xiàn)了在高倍率3 C條件下進(jìn)行500次長循環(huán),比容量從初始622.5 mAh/g維持到448.2 mAh/g,比容量保持率為72%,比容量的衰減率為0.056%,經(jīng)過多次驗證,得出含有豐富功能基團(tuán)的煤基氧化石墨烯能夠為中間產(chǎn)物多硫化鋰提供更豐富的極性位點,在一定程度上顯示出更高的親硫性,再經(jīng)過一系列的電化學(xué)表征來證明該材料在鋰硫電池中的優(yōu)勢,為鋰硫電池的進(jìn)一步發(fā)展提供借鑒和方法。