高容量硫_碳复合正极材料.pdf

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1、第23卷第2/3期化学进展Vol.23No.2/32011年3月PROGRESSINCHEMISTRYMar.，2011*高容量硫/碳复合正极材料赖超李国春叶世海高学平(南开大学新能源材料化学研究所天津300071)摘要以锂为负极、硫为正极的锂/硫二次电池，由于其较高的理论能量密度(2600Wh/kg)，而成为最具发展潜力的新型高能化学电源体系。但是，硫正极材料存在的活性物质利用率偏低和循环性能较差等缺点制约了锂/硫电池的快速发展。本文主要综述了基于多孔碳材料负载硫来构筑硫/碳复合材料，进而改善硫电极材料电化学性能的研究进展，多孔碳

2、材料的高比表面积和孔隙结构有利于硫的均匀分散，其微孔和介孔的强吸附力能有效限制多硫化物的溶解与流失。因此，本文重点阐述了多孔碳的孔径因素对硫活性物质的循环性能和电化学容量的影响，并在此基础上，分析了硫/碳复合材料的研究趋势，提出基于微孔和介孔多级孔道结构的碳材料负载将有助于确保活性物质的循环性能和高电化学容量，这将可能成为硫/碳复合材料下一步研发的主要方向。关键词锂硫电池硫正极材料多孔碳复合材料中图分类号:O646.21;TM912.9文献标识码:A文章编号:1005-281X(2011)02/3-0527-06Sulfur-Carbo

3、nCompositeasCathodewithHighCapacityLaiChaoLiGuochunYeShihaiGaoXueping(InstituteofNewEnergyMaterialChemistry，NankaiUniversity，Tianjin300071，China)AbstractLithium-sulfurbatteryhasbeenreceivingmoreattentionduetoitshightheoreticalenergydensityof2600Wh/kg.However，therearest

4、illsomeseriousproblemsforsulfurcathodeinorganicelectrolyte，includingthelowerutilizationandpoorcycleperformanceofsulfuractivematerial，whichbecomesabigbarrierfortheresearchanddevelopmentoflithium-sulfurbattery.Thisreviewintroducestherecentresearchprocessofsulfur-carboncomp

5、ositecathodebasedonvariousporouscarbontosupportelementalsulfur.Thelargersurfaceareaanddevelopedporosityofporouscarbonarebeneficialforthehomogeneousdispersionofelementalsulfur，andthestrongadsorbabilityarisingfromthemicroporesormesoporescansuccessfullyrestrainthesolubility

6、andlossoflithiumpolysulfides，thusleadingtotheimprovedelectrochemicalperformanceofthecompositecathodes.Accordingly，thisarticlemainlyillustratestheelectrochemicalcapacityandcyclestabilityofthecompositesarisingfromthevariousporesizeofporouscarbon.Bycomparing，itissuggestedth

7、athierarchicalporouscarbonwithhighlydevelopedmicroporesandmesoporesisthemostpromisingcarriertoloadingelementalsulfur，asitcanensureboththeexcellentelectrochemicalcyclestabilityandlargerelectrochemicalcapacityofthesulfurcathode.Keywordslithium-sulfurbattery;sulfur;cathode;

8、porouscarbon;composites2Sulfur-porouscarboncompositesContents2.1Sulfur-mesoporouscarboncomposites1Intro