α-MoC_1–x纳米晶富集碳球修饰隔膜对锂硫电池性能的影响

王佳宁^1,2，靳俊¹，温兆银¹

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院能量转换材料重点实验室2. 中国科学院大学

摘 要：采用自组装及热处理方法合成α-MoC_1–x纳米晶富集的纳米碳球(α-MoC_1–x/CNS),并将其涂覆在商用聚丙烯隔膜上,对隔膜实现了界面修饰。电化学性能显示,与普通的聚丙烯隔膜相比,采用修饰的α-MoC_1–x/CNS-PP隔膜组装的锂硫电池的循环稳定性和倍率性能均得到明显提升,在0.5C条件下,电池首周放电比容量提升至1129.7 mAh/g,经过100周充放电循环后,电池仍具有855.5 mAh/g的放电比容量,且在此循环过程中,库伦效率始终大于98%。在自放电测试中,电池经过48h静置后的容量损失率仅为7.7%。结合α-MoC_1–x/CNS的微观形貌及XPS分析可知,在锂硫电池充放电过程中,α-MoC_1–x/CNS修饰层有效地阻挡了多硫化锂向负极侧的扩散迁移,且当α-MoC_1–x与多硫离子接触时能产生Mo–S键、硫代和连多硫酸根产物,进一步巩固了活性物质被约束的程度,从而使电池性能得到提升。

关键词：锂硫电池;穿梭效应;碳化钼;硫正极;