明胶基氮掺杂大孔容多孔炭的制备及在锂硫电池硫正极中的应用（英文）

孙春水^1,2，郭德才¹，邵钦君^1,2，陈剑¹

1. 中国科学院大连化学物理研究所先进二次电池研究组2. 中国科学院大学

摘 要：以富含氨基酸的明胶为前驱体、二氧化硅和冰为双模板,通过冷冻干燥法制备得到了高氮掺杂的大孔容多孔炭材料（GPC）,将其作为正极硫载体。通过调整模板的配比,调控了GPC材料的孔道结构和孔容。多硫化锂吸附实验表明,氮掺杂的GPC材料对多硫化锂具有较强的化学吸附能力。电化学测试结果表明,氮掺杂有利于加快硫的还原反应动力学,从而抑制多硫化锂的穿梭效应。同时,GPC的孔容越大,硫正极的循环稳定性越优。所制具有7.00%的高氮含量和2.98cm3 g-1孔容的GPC材料,不仅可以实现78.4%的高硫含量,而且还获得了较高的硫利用率。同时,所制GPC-S正极在0.1C倍率下,初始放电比容量高达1 384 m Ah g-1,循环100次后比容量仍达到608 m Ah g-1。

关键词：明胶;氮掺杂;多孔炭;锂硫电池;