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聚苯胺包覆蛋白石页岩/硫复合材料的制备及其电化学性能

         

摘要

以蛋白石页岩为载硫体,通过化学沉积法制备蛋白石页岩/硫复合材料,再利用化学氧化聚合法在其表面包覆一层聚苯胺,制备出一种新型的蛋白石页岩/硫-聚苯胺复合材料,作为锂硫电池的正极材料.SEM、TEM和BET等测试结果表明蛋白石页岩呈层状多孔结构,小尺寸硫在材料内分布均匀,聚苯胺包覆的厚度约为400 nm.电化学性能测试表明,蛋白石页岩/硫-聚苯胺正极活化后放电比容量最高达到1164.93 mAh/g,在0.5C(1.0C=1675 mA/g)倍率下,循环300次后放电比容量为539.30 mAh/g,库伦效率始终保持在95%以上,说明蛋白石页岩具有良好的吸附性,同时导电聚苯胺包覆层具有双效固硫的作用,有利于吸附多硫化物和抑制穿梭效应.%Opal shale/S composite was prepared by loading sulfur on opal shale via solution-based reaction- depo-sition method, and then polyaniline (PANI) was covered on the as-prepared opal shale/S composite by means of chemical oxidative polymerization method, which was used as cathode material of lithium-sulfur battery. Scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) charac-terization were conducted, and the results indicated that opal shale had a layered porous structure. As-prepared sul-fur with small size was distributed uniformly in the composite. The PANI with around thickness of 400 nm was coated on the surface of the opal shale/S composite. Constant current charge-discharge tests showed that opal shale/S-PANI cathode obtained a maximum discharge specific capacity of 1164.93 mAh/g after activation and retained a discharge specific capacity of 539.30 mAh/g after 300 cycles at the current rate of 0.5C (1.0C=1675 mA/g). The coulombic efficiency of opal shale/S-PANI cathode always maintained more than 95%, indicating that opal shale with excellent adsorption properties and conductive PANI coating had double fixation effect for sulfur, which was beneficial to adsorb polysulfide and inhibit the shuttle effect.

著录项

  • 来源
    《无机材料学报》 |2017年第11期|1165-1170|共6页
  • 作者单位

    湘潭大学 材料科学与工程学院, 薄膜材料及器件湖南省重点实验室, 湘潭 411105;

    湘潭大学 材料科学与工程学院, 薄膜材料及器件湖南省重点实验室, 湘潭 411105;

    湘潭大学 材料科学与工程学院, 薄膜材料及器件湖南省重点实验室, 湘潭 411105;

    湘潭大学 材料科学与工程学院, 薄膜材料及器件湖南省重点实验室, 湘潭 411105;

    湘潭大学 材料科学与工程学院, 薄膜材料及器件湖南省重点实验室, 湘潭 411105;

    湘潭大学 低维材料及其应用技术教育部重点实验室, 湘潭 411105;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 电化学、电解、磁化学;
  • 关键词

    蛋白石页岩; 聚苯胺; 正极材料; 锂硫电池;

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