掺硫碳纳米管作导电添加剂改进磷酸锰铁锂电化学性能

• 作者: 赵露 宁国庆 李兴洵
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 碳纳米管 磷酸锰铁锂 动力学 锂离子电池 电化学 稳定性
• 年，卷（期）: 2022,（12）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 6388-6398
• 页数: 10页
• 分类号: TQ150
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210956

摘要

磷酸锰铁锂(LMFP)具有比磷酸铁锂(LFP)更高的能量密度，但因电导率更低，倍率性能较差。本文采用掺硫碳纳米管提升LMFP电极的导电性能，有效提高了LMFP电极的能量密度和功率密度。首先，以亚硫酸钙热解产生的SO2为掺杂剂，对碳纳米管(CNT)进行气相掺硫处理得到掺硫碳纳米管(SCNT)。与未掺杂CNT相比，SCNT表现出更好的亲水性和导电性。将SCNT水相分散液作为导电添加剂，以水为溶剂制备LMFP电极，分别在室温和-10℃的低温环境下进行倍率性能、循环性能和交流阻抗等测试。结果表明，添加 SCNT作导电剂有效提高了LMFP 电极的导电性和动力学速率，添加 SCNT 的 LMFP 电极在 0.2C 和 5C 下可逆容量分别为 200 mAh/g 和145 mAh/g，显著高于添加了CNT或CB导电剂的LMFP电极。将添加SCNT的LMFP电极与石墨匹配组装全电池，表现出185.0 Wh/kg和665.5 W/kg的超高能量密度和功率密度。