鋰-硫-硒電池用復(fù)合正極材料的制備及性能研究.pdf

1、商業(yè)化的鋰離子電池因無污染，能量密度高，已經(jīng)應(yīng)用到了人類生活的各個(gè)方面。然而，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，鋰離子電池已經(jīng)難以滿足人們對(duì)高能量密度電池體系的需求。具有高能量密度的新型鋰二次電池，如:鋰-硒電池、鋰-硫電池等成為目前的研究熱點(diǎn)。單質(zhì)硫和硒為同主族元素，均具有體積能量密度高，在自然界的豐度高，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)勢，但是二者導(dǎo)電性差，在與鋰反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生易溶于電解液的中間產(chǎn)物，引起的穿梭效應(yīng)，導(dǎo)致電池體系面臨循環(huán)穩(wěn)定性差的問題。本文我們通過簡

2、單的方法制備合成了以硫和硒為活性物質(zhì)的硫/硒-碳復(fù)合正極材料，解決了電池體系中活性物質(zhì)導(dǎo)電性差問題，且多孔碳基底對(duì)正極活性物質(zhì)及中間產(chǎn)物具有固定作用，因而抑制了穿梭效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了比較好的電池性能。
　　鋰-硫電池能量密度為目前商業(yè)化的鈷酸鋰電池的七倍左右，具有極大的應(yīng)用潛力。然而，元素硫?qū)щ娦圆钜约岸嗔蚧锏摹按┧笮?yīng)”影響了鋰-硫電池的商業(yè)化。我們將硫負(fù)載至內(nèi)均勻嵌有科琴黑顆粒的高導(dǎo)電性分級(jí)多孔碳材料制中備出復(fù)合硫正極材料，在鋰-

3、硫電池中展現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)性能，在0.5C的倍率下，首圈放電1783 mAh g-1，倍率下循環(huán)100圈依然持有963 mAh g-1的可逆比容量，在2C的高倍率下循環(huán)300圈以后依然持有555 mA h g-1的可逆比容量。該材料的分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，提高了硫的負(fù)載量，內(nèi)嵌的科琴黑在多孔碳中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高了正極導(dǎo)電性，改善了正極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。
　　鋰-硒電池與鋰-硫電池體積能量密度相當(dāng)，也是目前的研究熱點(diǎn)。我們將單質(zhì)硒負(fù)載入椰殼