碳化活化温度对生物质基多孔碳/硫复合正极材料电化学性能的影响

摘要：以胖大海作为生物质碳源、KOH为活化剂,采用一步碳化活化法制备了生物质基多孔碳,将多孔碳作为三维导电骨架和硫宿主材料,与硫熔融复合后用作锂硫电池正极材料。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱、热重分析、电化学工作站和电池测试仪等对碳/硫复合正极材料的综合性能和电化学性能进行分析测试,研究了不同碳化活化温度对多孔碳微观结构和碳/硫复合正极材料电化学性能的影响。结果表明:随着碳化活化温度的升高(700-900℃)多孔碳石墨化程度和比表面积、孔容均先增大后减小,当优选碳化活化温度为800r时,所制备的多孔碳的结构为以微孔为主的微介孔结构,其比表面积和孔容最大,碳/硫复合正极材料表现出较高的比容量、良好的倍率性能和循环稳定性,主要是由于经过800℃碳化活化后的多孔碳不仅具有良好的导电性,而且其高的比表面积、孔容为活性硫提供了充足的反应位点,丰富的微介孔结构能够物理限制可溶性多硫化物的扩散,从而有效抑制了“穿梭效应”。