氮磷共掺杂生物质多孔碳的绿色合成及其在锂硫电池中的应用

• 作者: 舒小情 管金貂 孙静纯 童功松 陈丽鹦 周南 王一帆 钟美娥
• 来源期刊: 农业工程学报
• 关键词: 碳 酸 交联造孔 氮磷共掺杂 锂硫电池
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程|Agricultural Bioenvironmental and Energy Engineering
• 页码范围: 231-237
• 页数: 7页
• 分类号: S210.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.03.028

摘要

针对多孔碳材料的合成依赖于强腐蚀性造孔剂和额外杂原子化合物,存在碳产率低、制备成本高的问题,该研究提出通过交联作用和原位掺杂策略绿色制备一种高产量、官能团丰富、氮磷共掺杂的生物质多孔碳,再通过物理复合制得碳硫复合材料用作锂硫电池正极.研究结果表明,植酸与烟梗表面官能团的强交联作用有利于形成多孔碳.同时,植酸富含碳和磷元素,可对多孔碳材料进行碳包覆和磷掺杂双重改性,进而提高碳产率,改善材料的导电性,增强材料对活性物质硫的吸附固定效果,加快充放电过程中电子的迁移转化.当植酸用量为20 mL时,所制复合材料在0.1 C倍率下的放电容量高达1211 mAh/g;在1C倍率下循环300圈仍保持为885 mAh/g,每圈容量衰减率仅为0.029％,表现出优异的循环稳定性.