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《高性能锂-硫电池用复合正极的构造与粘结剂》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)FebruaryActaPhys.-Chim.Sin.,2010,26(2)：283-290283[Article]www.whxb.pku.edu.cn高性能锂-硫电池用复合正极的构造与粘结剂*伍英蕾杨军王久林尹利超努丽燕娜(上海交通大学化学工程系,上海200240)摘要：采用球磨混合及热处理方法制备了含有多壁碳纳米管(MCNTs)的硫基复合正极材料,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测定材料的结构和形貌,较系统地研究了MCNTs含量和粘结剂种类对硫基复合正极容量、循环稳定性和自放电行为
2、等的影响.结果表明:MCNTs的合适含量为5%-8%(w,质量分数),以水性粘结剂环糊精制备的硫基复合正极电化学性能最佳.锂-硫电池在常温和半充电状态下放置30天几乎没有自放电;当电流倍率为0.1C时,β-环糊精为粘结剂的正极初始充电容量为687.7mAh·g-1,100次循环以后可逆容量为623.8mAh·g-1,容量保持率达90.7%.关键词：锂-硫电池;硫基正极;多壁碳纳米管;水性粘结剂;环糊精中图分类号：O646.21CompositeCathodeStructureandBinderforHighPerformanceLithium-Sulf
3、urBattery*WUYing-LeiYANGJunWANGJiu-LinYINLi-ChaoNULIYan-Na(DepartmentofChemicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,P.R.China)Abstract：Ballmillingincombinationwithheattreatmentwasusedtopreparesulfur-basedcompositecathodematerialsincorporatingmulti-walledcarbonna
4、notubes(MCNTs)forLi-Sbattery.Thestructureandmorphologyoftheas-preparedcathodematerialswerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM).TheeffectofMCNTcontentandbindertypeonthecapacity,cyclabilityandself-dischargebehaviorofasulfur-basedcathodeweresystema
5、ticallyinvestigated.ResultsshowthattheappropriateamountofMCNTsis5%-8%(w,massfraction)andtheuseofβ-cyclodextrinasawater-solublebindertofabricatethecathoderesultsinthebestelectrochemicalperformance.WhentheLi-Sbatterywashalfchargedatroomtemperature,therewasalmostnoself-dischargedur
6、ingstoragefor30d.Thechargingcapacitywas687.7mAh·g-1duringthe1stcycleand623.8mAh·g-1duringthe100thcycleforthecathodeatacurrentrateof0.1C.Therefore,90.7%ofthecapacitywasretained.KeyWords：Li-Sbattery;Sulfur-basedcathode;MCNTs;Water-solublebinder;Cyclodextrin常温下元素硫与锂的电化学反应具有可逆性.结构易溶
7、胀、坍塌和剥落致使硫的利用率越来越低;因此,硫作为二次锂电池正极材料具有理论比容量其次,在电化学循环过程中放电产物Li2Sy(y≥4)在[1-2]高,价格低廉和安全无毒等优点,应用前景广阔.电解液中的溶解造成电池自放电,也使电解液的粘[3-7]然而,硫基电极依然存在许多缺点,制约着锂-硫度增加,离子扩散受阻,影响电极的循环性能.再次,电池的实用化.首先,硫基电极中的硫活性颗粒导电硫基电极最常使用聚偏氟乙烯(PVDF)或者聚环氧性差,利用率低,并且随着电化学循环的进行,电极乙稀(PEO)作为粘结剂,但是这些粘结剂在有机溶液Received:July27,
8、2009;Revised:October12,2009;PublishedonWeb:Dece
