不同管径多壁碳纳米管与硫含量对锂硫电池单质硫正极电化学性能的影响

陈君政¹，吴锋^1,2，陈人杰^1,2，李丽^1,2，陈实^1,2

1. 北京理工大学化工与环境学院环境科学工程北京市重点实验室2. 国家高技术绿色材料发展中心

摘 要：采用分段加热法合成了不同管径、不同硫含量的单质硫-多壁碳纳米管（S-MWCNT）复合材料,利用电化学方法、SEM、TEM、比表面吸附等分析方法,筛选出以10²0 nm直径的MWCNT为核,质量分数85%硫为壳的最优化条件下的复合材料。SEM测试显示单质硫均匀填充到MWCNT的中空管和层间的孔中形成了结构稳定的复合物。在最优化的条件下,复合材料首次放电比容量达1 272.8 mAh·g-1,活性物质利用率为76.0%,循环至第80周时放电容量还保持在720.1 mAh·g-1,容量保持率高达64.4%。与未添加MWCNT的单质硫电极相比,硫复合电极活性物质的利用率和循环性能都得到了较大的改善。

关键词：不同管径;多壁碳纳米管;锂硫电池;单质硫正极;