贾志辉

(国家电网公司河北省电力公司，河北保定071200)

正极材料高温热处理后锂硫电池电气性能变化

贾志辉

(国家电网公司河北省电力公司，河北保定071200)

采用多壁碳纳米管(MWCNT)、气相生长碳纤维(VGCF)、活性炭(AC)为单质硫的载体，通过高温热处理的方法制备锂硫电池用S/C正极材料。通过对所得材料进行X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、热重分析、恒流充放电及循环伏安测试等对材料的结构及电气性能进行分析。研究发现，锂硫电池的放电比容量及循环性能受碳材料的影响较大，其中S/VGCF复合材料的电化学性能较好，当以0.1C的电流在1.5～3.0 V进行充放电时，其首次和第100次循环的放电比容量分别为1 205.62、613.18 mAh/g。

锂硫电池；S/C正极材料；电气性能

单质硫用作锂硫电池正极材料时存在活化难度大、易造成活性物质的损失、体积变化大易使电极结构被破坏等问题，这些问题会降低锂硫电池的放电比容量、加速容量的衰减、降低其循环性能等[1]。相关研究表明，可将各种碳材料用作单质硫的载体制备得到硫/碳复合材料，进而提高锂硫电池的电化学性能[2]。本文采用高温热处理的方法将单质硫分别与多壁碳纳米管(MWCNT)、气相生长碳纤维(VGCF)、活性炭(AC)进行复合，制备得到锂硫电池正极材料，并对其性能进行分析研究。

1 实验

首先将单质硫分别与MWCNT、VGCF、AC按质量比为2∶1进行混合，将混合物分别研磨后放入封装罐中，放于管式气氛炉内，在氩气气氛中以6℃/min的速率升至160℃，并保持10 h，随后再以同样的速率升至320℃，并保持10 h，冷却后进行研磨即可得到硫/碳复合材料。……