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椰壳活性炭在锂离子电池中的运用

发布时间:2022-12-13点击:

活性炭可以催化气态氧还原生成过氧化氢。在早期,这种特性用于空气电池,其中阳极是锌,而阴极涂有碳,由活性炭、炭黑、粘合剂和浸渍剂制成。旧电池中的电解液是氯化铵溶液,有时会加入二氧化锰,但新电池是碱性电池,使用氢氧化钠、氧化锌、淀粉制成的稠膏作为电解液。超级电容器活性炭应用开发展现了与电池媲美的可能性,既可以充放电率高,也可以非常实惠的生产处理。

锂硫电池是一种基于16Li+S8-8Li2S电化学反应的新型二级电池系统,由锂金属为负极,硫为正极。其理论特异性容量为1675mAh/g,能量密度为2600Wh/kg,远高于传统的锂离子电池。锂硫电池由于其特异性强、价格低、安全性强、无毒、丰富的原料来源,越来越受到人们的关注。然而,由于硫及其排放产品Li2S/Li2S2的绝缘性,以及多硫化锂(一种在充电和排放过程中生产的中间产品)的溶解性和穿梭效应,导致产能衰减和循环降解,阻碍了商业化进程。为了解决这些问题,多孔结构可以通过使用具有良好导电性的矩阵材料来构建。

椰壳活性炭具有高特异性表面积和高孔隙度。毛孔结构可以通过不同的制备方法进行调整。锂电池阴极材料可通过用硫填充硫微孔制备,具有良好的电化学性能和循环稳定性。由于椰壳活性炭孔度高,可用于尽可能多地装载硫磺,有利于提高锂电池的储能密度。同时,椰壳活性炭中丰富的微孔具有很强的吸附能力,延缓了多硫化物向孔外扩散,从而抑制了多硫化物的穿梭作用,提高了库隆效率和电池的循环稳定性。多孔碳的孔隙结构和特定表面积对锂硫电池的电化学性能有重要影响。

为了证实这一点,我们波涛活性炭厂家用椰子壳作为化学活化方法的原料,制备了具有不同特定表面积和孔隙结构的活性炭。通过改变制备工艺参数,调整了活性炭的具体表面积和孔隙结构。研究了孔隙结构对锂硫电池性能的影响,采用60%的硫作为阴极材料。结果表明,锂硫电池的特异性容量随着特定表面积的增加和活性炭中多孔比的提高而增加。活性炭特定表面积达到2900m2/g,中度率达到15.36%。当前密度为200mA/g 时,第一次放电容量为1294.5mAh/g,100个周期后可逆特定容量仍高达809.3mAh/g。

由此实验证明了这一结论,椰壳活性炭在锂离子电池中的运用相信将在不远的将来进入一个新的高度。