活(huo)性炭(tan)可以(yi)催化气(qi)态(tai)氧还原生成过氧化氢。在早(zao)期,这种特性用(yong)于(yu)空气(qi)电池,其(qi)中(zhong)阳极是锌,而阴极涂有碳(tan),由活(huo)性炭(tan)、炭(tan)黑(hei)、粘合剂和浸渍剂制(zhi)成。旧(jiu)电池中(zhong)的电解液(ye)是氯化铵溶液(ye),有时会加入二氧化锰,但新电池是碱性电池,使用(yong)氢氧化钠、氧化锌、淀粉(fen)制(zhi)成的稠膏(gao)作为电解液(ye)。超级电容器(qi)活(huo)性炭(tan)应用(yong)开发展(zhan)现了与(yu)电池媲美的可能性,既可以(yi)充放电率高,也(ye)可以(yi)非(fei)常实(shi)惠(hui)的生产(chan)处理。
锂(li)硫电池(chi)(chi)(chi)是一种基(ji)于16Li+S8-8Li2S电化(hua)学反应的(de)(de)新型二级电池(chi)(chi)(chi)系统(tong),由(you)锂(li)金属(shu)为(wei)负极(ji),硫为(wei)正极(ji)。其理论特(te)异性(xing)(xing)容量为(wei)1675mAh/g,能量密度(du)为(wei)2600Wh/kg,远高于传统(tong)的(de)(de)锂(li)离子(zi)电池(chi)(chi)(chi)。锂(li)硫电池(chi)(chi)(chi)由(you)于其特(te)异性(xing)(xing)强(qiang)(qiang)、价格低(di)、安全性(xing)(xing)强(qiang)(qiang)、无毒、丰富(fu)的(de)(de)原料来源,越(yue)来越(yue)受到(dao)人们的(de)(de)关注(zhu)。然(ran)而,由(you)于硫及(ji)(ji)其排(pai)放产(chan)品Li2S/Li2S2的(de)(de)绝缘(yuan)性(xing)(xing),以(yi)及(ji)(ji)多硫化(hua)锂(li)(一种在充电和排(pai)放过(guo)程中(zhong)生产(chan)的(de)(de)中(zhong)间产(chan)品)的(de)(de)溶解性(xing)(xing)和穿梭(suo)效应,导(dao)致产(chan)能衰减和循环降解,阻碍了(le)商业(ye)化(hua)进程。为(wei)了(le)解决这些问(wen)题,多孔结构可以(yi)通过(guo)使用(yong)具有良好导(dao)电性(xing)(xing)的(de)(de)矩阵材料来构建(jian)。
椰(ye)壳活(huo)性炭(tan)具(ju)有(you)高特(te)异性表(biao)面(mian)积和(he)高孔(kong)(kong)(kong)隙度(du)。毛孔(kong)(kong)(kong)结构(gou)可以通过不同(tong)的(de)制(zhi)备方法(fa)进行(xing)调(diao)整。锂(li)电(dian)池阴极材(cai)料(liao)可通过用硫(liu)(liu)填充(chong)硫(liu)(liu)微孔(kong)(kong)(kong)制(zhi)备,具(ju)有(you)良好的(de)电(dian)化(hua)学性能(neng)和(he)循(xun)环稳定性。由于(yu)椰(ye)壳活(huo)性炭(tan)孔(kong)(kong)(kong)度(du)高,可用于(yu)尽可能(neng)多(duo)地装载硫(liu)(liu)磺(huang),有(you)利(li)于(yu)提高锂(li)电(dian)池的(de)储能(neng)密度(du)。同(tong)时,椰(ye)壳活(huo)性炭(tan)中丰富(fu)的(de)微孔(kong)(kong)(kong)具(ju)有(you)很强的(de)吸(xi)附能(neng)力(li),延缓了多(duo)硫(liu)(liu)化(hua)物向(xiang)孔(kong)(kong)(kong)外扩散,从而抑(yi)制(zhi)了多(duo)硫(liu)(liu)化(hua)物的(de)穿梭作用,提高了库(ku)隆效率和(he)电(dian)池的(de)循(xun)环稳定性。多(duo)孔(kong)(kong)(kong)碳的(de)孔(kong)(kong)(kong)隙结构(gou)和(he)特(te)定表(biao)面(mian)积对锂(li)硫(liu)(liu)电(dian)池的(de)电(dian)化(hua)学性能(neng)有(you)重要影(ying)响(xiang)。
为了证实这一点,我们波涛活性炭厂家用椰子壳作为化学活化方法的原料,制备了具有不同特定表面积和孔隙结构的活性炭。通过改变制备工艺参数,调整了活性炭的具体表面积和孔隙结构。研究了孔隙结构对锂硫电池性能的影响,采用60%的硫作为阴极材料。结果表明,锂硫电池的特异性容量随着特定表面积的增加和活性炭中多孔比的提高而增加。活性炭特定表面积达到2900m2/g,中度率达到15.36%。当前(qian)密(mi)度为200mA/g 时(shi),第一(yi)次(ci)放电容量为1294.5mAh/g,100个周期后可逆特定容量仍高(gao)达809.3mAh/g。
由此实(shi)验证明了这一结论(lun),椰壳活性炭在锂离(li)子电池中的(de)运用(yong)相(xiang)信(xin)将(jiang)(jiang)在不远(yuan)的(de)将(jiang)(jiang)来进入一个新的(de)高度。