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锂硫电池因其较高的理论容量和对环境友好等优势被视为极具发展潜力的储能装置,但是多硫化物的穿梭效应极大地限制了锂硫电池的实际应用。本文以葡萄糖为碳源,离子液体为氮源和硫源,KCl和ZnCl2为模板剂,KOH为活化剂,通过热解工艺合成了氮硫共掺杂多孔碳(NSPC)。XPS和极性吸附实验表明N、S杂原子成功引入并且提高了碳材料对多硫化物的吸附能力,有效缓解多硫化物的穿梭效应,而较高的比表面积(1290.67 m2·g-1)有助于提高硫负载量。负载70.1wt.%的硫后(S@NSPC)作为锂硫电池的正极材料表现出了良好的电化学性能。在167.5 mA·g-1的电流密度下S@NSPC的首次放电容量为1229.2 mAh·g-1,远高于S@PC的861.6 mAh·g-1,且S@NSPC循环500圈后容量为328.1 mAh·g-1。当电流密度从3350 mA·g-1恢复至167.5 mA·g-1时,可逆容量达到首圈放电比容量的80%,几乎恢复至其初始值。 ...
一张图
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锑因其高容量、低电压等优点成为备受关注的钠离子电池负极材料,但钠化过程中巨大的体积膨胀使其难以实现稳定的循环.本文提出了一个氧化-包覆-还原的策略,将不适合直接用作负极的商业化锑粉加工成中空核壳型棒状锑碳复合材料.氧化锑受热升华还原的过程中,在碳层上形成了密集分布的锑单原子.利用原位环境电镜,将该材料构建成微观纳米电池,实现了钠化过程的实时观测.发现锑在钠化过程中发生不规则膨胀,碳层可随锑膨胀产生相应变形.碳层内部的原有空间以及碳层向外扩张的能力,均有利于维持碳层对锑在钠化膨胀过程中的包覆效果.在电池测试中,该材料在0.1 C下的可逆比容量超过620 mA h g−1,首圈的库伦效率高达84.9%(显著高于文献报道的水平),以及在1 V vs.Na+/Na的电位以下可完成95%的充电容量.该材料优异的电池性能说明中空核壳型结构设计可用于开发实用型锑基钠电负极材料. ...
产业研究
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通过简单的机械力方法制备了均匀稳定的碳纳米管和石墨烯复合导电浆料,并研究石墨烯类型、两者比例、表面活性剂类型对硅碳材料性能的影响,进而降低其用量。研究结果发现:在0.5%低质量分数添加量下,硅碳材料的首次放电比容量高达706.5 mAh/g,比2%质量分数添加量的SP高出39.8 mAh/g。在3 C倍率下,前者比后者更是高出68.36 mAh/g,同时表现出更好的长期循环性能,其性能显著提升主要是由于复合导电剂与材料间形成更为完善的“点-线-面”导电网络,降低电池的内阻,使得电子和锂离子扩散速度更快,从而使材料性能更为充分的发挥。 ...
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含铬废水由于毒性大,难降解的特点而成为当下水处理技术研究的重点之一。该研究采用生物质为原料制备生物炭,并引入铁基及催化剂合成制备还原性吸附材料,用于处理含Cr(Ⅵ)废水。该研究探索了生物炭的制备,铁基生物炭材料的合成过程。其次研究了铁基生物炭吸附Cr(Ⅵ)的机理,再通过动力学和及pH值对吸附量的影响。结果表明铁基生物炭材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学方程,平衡吸附时间为420 min,最适p H值为3;吸附质在炭材料的表面的分布符合Langmuir模型,其中最大吸附量qm=29.41 mg/g(318.15 K),是生物炭吸附量的6.9倍;是硝酸改性活性炭的5.5倍。这是由于除生物炭的吸附作用外,零价铁对六价铬的还原作用增加了对Cr(Ⅵ)的去除。 ...
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