用N-doped CNTs包裹的带硫的等级多孔碳阴极用于硫电池研究
Arunakumari Nulu1, Venugopal Nulu1, Keun Yong Sohn1
1Department of Nanoscience and Engineering, Center for Nano Manufacturing, Inje University 197 Inje-ro Gimhae Gyeongnam-do 50834 Republic of Korea ksohn@inje.ac.kr.
RSC advances
|January 16, 2024
概括
研究人员从消耗的咖啡废物中开发了一种新型的阴极材料,用于硫 (Li-S) 电池. 这种材料提高了导电性,减少了聚硫化物穿,提高了电池的性能和稳定性,用于储能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池具有高能量密度,但在绝缘硫阴极和聚硫化物穿方面面临着挑战.
- 有效地将硫集成到导电碳宿主中,对于克服Li-S电池技术中的这些局限性至关重要.
研究的目的:
- 从消耗的咖啡废物 (SCW) 开发一个层次化的多孔碳 (HPC) 结构,以提高Li-S电池的性能.
- 创建一个硫封装HPC材料 (SHPC),并进一步复合它与N-doped多壁碳纳米管 (NCNTs) 改进的Li-S电池阴极.
主要方法:
- 从消耗的咖啡废物 (SCW) 通过KOH激活合成了层次的多孔碳结构 (HPC).
- 硫被封装在HPC中形成SHPC,然后用N-doped多壁碳纳米管 (NCNT) 包裹,以创建SHPC-NCNT复合物.
- 评估了SHPC-NCNT复合材料作为Li-S电池中的阴极材料的电化学性能.
主要成果:
- 该SHPC-NCNT复合体显示了增强的电子和离子导电性,减轻了聚硫化物穿.
- 阴极材料在150个循环后,在0.2C时达到664 mA hg-1的特定容量,在0.5C时达到532 mA hg-1的特定容量.
- 复合材料表现出稳定的循环性和良好的速率能力.
结论:
- 从消耗的咖啡废物中获得的开发的硫复合物显示出作为先进的Li-S电池的阴极材料的重大前景.
- 层次性的多孔结构和N-doped碳纳米管包装有效地解决了Li-S电池技术的关键挑战,从而实现了高效的能量存储.
