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一种全石墨烯正极锂硫电池被制备出来

发布日期:2022-06-25 09:18

本文摘要:锂硫电池由于具备低理论能量密度、低成本、环境友好等优势,已沦为众多研究热点。但是,目前已报导的大多数高容量、宽循环性能锂硫电池的硫含量较低,无法符合实际应用于的市场需求。为解决问题以上问题,Fang等人制取出有一种仅有石墨烯负极锂硫电池,以孔隙率为3.51cm3g-1的多孔石墨烯(HPG)阻抗活性物质硫,低导电石墨烯(HCG)作为集流体,部分水解的石墨烯(POG)作为多硫导电层,负载量平均80%,面密度5mgcm-2。 制取HPG:通过水解石墨的热挤压制取HPG。

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锂硫电池由于具备低理论能量密度、低成本、环境友好等优势,已沦为众多研究热点。但是,目前已报导的大多数高容量、宽循环性能锂硫电池的硫含量较低,无法符合实际应用于的市场需求。为解决问题以上问题,Fang等人制取出有一种仅有石墨烯负极锂硫电池,以孔隙率为3.51cm3g-1的多孔石墨烯(HPG)阻抗活性物质硫,低导电石墨烯(HCG)作为集流体,部分水解的石墨烯(POG)作为多硫导电层,负载量平均80%,面密度5mgcm-2。

制取HPG:通过水解石墨的热挤压制取HPG。首先,利用改良的Hummer法将石墨水解。

再行将水解石墨在空气中、300℃热挤压5分钟,接着在Ar气氛中以2℃/min的速率加剧至1000℃,维持3小时,即获得HPG。将HPG和S以1:4的比例混合,研磨30分钟,迁移水热釜中,155℃维持15小时,即获得S/HPG复合材料。

制取POG导电层:将GO的悬浊液冷冻干燥即获得GO的粉末,将GO的粉末以2℃/min的速率加剧至1000℃,维持2小时,获得POG,后集中在乙醇中,成像20分钟,真空放滤到商用隔膜上,在空气中,60℃下潮湿24小时。图1硫负极的全石墨烯结构设计获得的全石墨烯负极中,因为HCG较重,所以提升了电池整体的能量密度,POG能与多硫化物以化学键融合,诱导了多硫化物的来回效应,即使在400次循环后,电池仍有平稳的循环性能,为更加可信的锂硫电池获取了解决方案。

图2全石墨烯硫负极电池的电化学性能。


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