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S/In2O3纳米材料的制备及其在锂硫电池正极材料中的应用

2016-09-08梁兴华宋清清赵玉超刘于斯

合成化学 2016年8期

梁兴华, 宋清清*, 赵玉超, 刘于斯, 刘 浩

(1. 广西科技大学 a. 广西汽车零部件与整车技术重点实验室, b. 广西科技大学车辆动力与新能源重点研发中心,广西 柳州 545006; 2. 上海交通大学 环境科学与工程学院,上海 200240)



·研究简报·

S/In2O3纳米材料的制备及其在锂硫电池正极材料中的应用

梁兴华1a,1b, 宋清清1a,1b*, 赵玉超1a,1b, 刘于斯2, 刘浩1a,1b

(1. 广西科技大学 a. 广西汽车零部件与整车技术重点实验室, b. 广西科技大学车辆动力与新能源重点研发中心,广西 柳州545006; 2. 上海交通大学 环境科学与工程学院,上海200240)

以硝酸铟和蔗糖为原料,依次经水热反应和550 ℃碳化制得In2O3纳米材料(nano-In2O3);将硫渗入nano-In2O3得S/In2O3,其结构和微观形貌经SEM, TEM和XRD表征。将S/In2O3,导电炭黑和聚偏氟乙烯按质量比8 ∶1 ∶1制成正极材料(1);将1涂覆于铝箔上,锂片作参比电极,1 mol·L-1LiPF6的DMF/DOL(V/V=1/1)溶液为电解液,组装成锂硫半电池。采用循环伏安法和恒电流充放电法研究了S/In2O3的电化学性能。结果表明:在1.95 V和2.3 V处有两个还原峰,2.5 V处有一个氧化峰。电流密度为335 mA·g-1,首次放电比容量为1 357 mAh·g-1,库伦效率为82.75%。经80次充放电后,放电比容量为537 mAh·g-1。

S/In2O3; 正极材料; 锂硫电池; 制备; 电化学性能

近年来,全球极端气候变化问题严重影响了社会发展。寻找清洁的新能源和高效的储能材料迫在眉睫[1-2]。锂硫电池作为一种具有高理论比容量(1 675 mAh·g-1)和理论比能量(2 500 Wh·kg-1)的新型材料,在电池领域有很大的发展潜力[3]。然而,锂硫电池的大规模商用化仍然面临一些巨大的挑战。如单质硫和其电化学产物的绝缘性,电池制备过程中由于多硫化物溶解于电解液中造成的正极硫活性产物降低,电池充放电过程中由于体积变化巨大导致的正极破损[4]。……

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