锂-氧气电池用泡桐木衍生三维自支撑Co、N、S共掺杂多孔炭

摘要：

正极是锂-氧气(Li-O2)电池的电化学反应场所,其直接决定了电池性能.本研究采用泡桐木为原材料,在NaCl/CoCl2混合熔融盐介质中,以三聚氰胺和硫脲为氮源和硫源,一步热解炭化制备出Co、N、S共掺杂的三维自支撑多孔炭材料(wd-NSC),并直接用作Li-O2电池正极.利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、氮气吸脱附、拉曼光谱、X射线光电子能谱等对所获三维自支撑多孔炭材料的形貌、晶体结构与化学成分进行了表征.研究结果表明,Co、N、S共掺杂的三维自支撑多孔炭材料表现出高比容量(在0.05mA/cm2的电流密度下,放电比容量可达12.83mA·h/cm2)和出色的循环稳定性(在电流密度为0.1mA/cm2和限定容量为0.5mA·h/cm2下,循环寿命可达125次),优异的电池性能可归因于三维分级多孔结构及Co、N、S共掺杂的协同作用.

关键词：锂-氧气电池、空气电极、三维自支撑、熔融盐、掺杂、电化学、纳米结构、制备

所属期刊栏目：41

分类号：TQ152

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;广西大学有色金属;特色材料加工重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2555-2565