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椰壳活性炭在锂电池中的应用

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发布日期:2023-04-28 作者: 点击:

  锂离子电池具有独特的性能优势,用于便携设备,如笔记本电脑、相机和各种移动通信设备。大容量锂离子电池已用于电动汽车。经过多年的发展,锂化合物(如limn2o、licoo2、lifepo4)传统锂离子电池的电极材料容量已经接近其理论特殊容量(300mah/g),但是仍然无法满足当前的能源需求。所以,开发高能耗储能系统迫在眉睫。


  锂电池是一种基于16li s8-8li2s电化学反应的新型二级电池系统,锂金属为负极,硫为正极。其理论特异容量为1675mah/g,能量密度为2600wh//kg,锂离子电池远高于传统锂离子电池。锂电池越来越受到人们的关注,因为它们具有强大的特异性、低廉的价格、强大的安全性、无毒性和丰富的原材料来源。但由于硫及其排放产品li2s/li2s2的绝缘性,以及多硫化锂(一种在充电和排放过程中生产的中间产品)的溶解性和穿梭效应,导致产能衰减和循环降解,阻碍了商业化进程。

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  为了解决这些问题,多孔结构可以通过使用导电性好的矩阵材料来构建。s安装在毛孔中。在充电和放电过程中,电子通过3d导电网传输到相反的界面。li 通过连接通道扩散到反应站,电化学反应可以顺利进行。碳材料用于锂电池,因为它具有优异的导电性、多种结构、低成本和易于制备的多孔结构,具有高特定的表面积和高孔隙度。取得了碳纳米管、石墨烯、空心碳微球、分级多孔碳等良好效果。


  由于椰壳活性炭孔度高,可以尽可能多地装载硫磺,有利于提高锂电池的储能密度。同时,椰壳中丰富的微孔活性炭吸附能力强,延缓了多硫化物向孔外扩散,抑制了多硫化物的穿梭效果,提高了库隆效率和电池循环稳定性。多孔碳的孔结构和特定表面积对锂硫电池的电化学性能有重要影响。


  为了证明这一点,我们用椰子壳作为化学活化方法的原料,制备了具有不同特定表面积和孔结构的活性炭。活性炭的具体表面积和孔结构通过改变制备工艺参数进行了调整。60%的硫被用作阴极材料,研究了孔结构对锂硫电池性能的影响。结果表明,随着特定表面积的增加和活性炭中多孔比的增加,锂硫电池的特定容量增加。活性炭特定表面积达到2900m2/g,当当前密度为200ma/g时,次放电容量为1294.55.56%,中度率为15.36%。mah/g,在100个周期之后,可逆特定容量仍然高达809.3mah/g。


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