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富氮中空炭微球的制备及其用作锂硫电池的电化学性能
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TQ127.11[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]华东理工大学,化学工程国家重点实验室,上海市多相结构材料化学工程重特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海200237, [2]中国科学院山西煤炭化学研究所,炭材料重点实验室,山西太原030001
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(51472086,51002051);上海市自然科学基金(12ZR1407200);中国科学院炭材料重点实验室开放课题资助项目(KLCMKFJJ1703).
中文摘要:

分别以多巴胺和正硅酸乙酯为碳源和硅源,先采用一步法合成出球形C@SiO_2复合材料,然后通过化学刻蚀制得一种表面积达875 m2·g-1、表面富含N原子的中空炭微球(N-HCS)。N-HCS独特的纳米结构可以有效地抑制硫在充放电过程中的体积膨胀和聚硫化物的穿梭效应,同时表面掺杂的氮能够提高活性物质的导电性,进而提高正极材料的循环稳定性和大倍率性能。结果表明,该碳/硫复合材料的在0.2 C电流密度下的首次放电容量达1 179 mAh·g~(-1);经100次反复充放电后,其放电容量仍可保持在540 mAh·g~(-1);具有较好的大电流倍率性能,在电流密度为1 C和2 C时,其可逆放电容量可分别稳定在343 mAh·g~(-1)和247 mAh·g~(-1)。

英文摘要:

SiO2 @ C nanospheres were fabricated by polymerization of dopamine in the presence of tetraethyl orthosilicate followedby carbonization and the SiO2 was chemically etched away to obtain hollow N-doped carbon nanospheres (N-CNs) to host sulfur. The resulting material (S@ N-CNs) was used as the cathode material of a Li-S battery. Results indicate that the S@ N-CNs can ef-fectively suppress the volume expansion of sulfur and the shuttle effect of polysulfides during charge and discharge. Nitrogen doping improves the electrical conductivity of the N-CNs. The initial reversible capacity of the S @ N-CN electrode at 0.2 C is 1 179 mAh*g-1, which remains at 540 mAh*g-1 after 100 cycles. The electrode has excellent rate capability (343 mAh*g-1 at 1 C and 247 mAh.g-1 at 2 C).

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764