具有高面积负载的等级多孔生物质衍生电极用于硫电池
Qian Wu1, Xiaoxin Dou1, Fumiao Liu1
1Guangdong Ocean University Zhanjiang 524088 Guangdong Province China luoyz@gdou.edu.cn.
RSC advances
|June 9, 2025
概括
研究人员开发了一种低成本的绿色硫电池,使用栗子贝碳作为硫宿主. 这种先进的电极设计实现了高硫负载和优良的容量保留,用于未来的能源应用.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池具有较高的理论能量密度.
- 硫的自然丰富性和环保性使Li-S电池具有成本效益和环保性.
- 由于类似的优势,生物质衍生的多孔材料对容纳硫具有吸引力.
研究的目的:
- 使用可持续材料开发用于Li-S电池的高性能电极.
- 为了实现高面积硫载荷和优异的电化学性能.
- 探索一种成本有效的替代传统电极制造.
主要方法:
- 利用栗子贝碳 (CSC),农业废物,以创建一个蜂状的层次性多孔碳.
- 使用CSC作为硫宿主,具有高面积硫载荷 (10.1 mg cm-2) 的制造电极.
- 采用基于聚烯酸的石墨纤维 (PAN-GF) 作为电流收集器.
主要成果:
- 带有片电流收集器的CSC@S电极显示初始放电容量为1537.7 mAh g-1 .
- 在100个循环后实现了70.0%的容量保留.
- 基于PAN-GF的阴极表现出超过8.22 mAh cm-2的容量和366.8 Wh L-1的体积能量密度.
结论:
- 层次性的多孔碳嵌入式纤维结构是高面积硫装载电极的可行和经济有效的方法.
- 这种方法促进了实用和可持续的Li-S电池的开发.
- 使用像栗子这样的农业废物有助于绿色能源解决方案.
