用于高性能锂-硫电池的氮化硼纳米片/碳纤维改性隔膜  被引量:1

Boron nitride nanosheets/carbon fibers-modified separators for high-performance lithium-sulfur batteries

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作  者:高赫军 杨靖文 乔佳晓 乔炜 曹超超 李泽夏 王鹏 唐成春[1,2] 薛彦明[1,2] GAO He‑Jun;YANG Jing‑Wen;QIAO Jia‑Xiao;QIAO Wei;CAO Chao‑Chao;LI Ze‑Xia;WANG Peng;TANG Cheng‑Chun;XUE Yan‑Ming(School of Materials Science and Engineering,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China;Hebei Key Laboratory of Boron Nitride Micro and Nano Materials,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China)

机构地区:[1]河北工业大学材料科学与工程学院,天津300130 [2]河北工业大学河北省微纳氮化硼材料重点实验室,天津300130

出  处:《无机化学学报》2023年第6期1139-1150,共12页Chinese Journal of Inorganic Chemistry

基  金:国家自然科学基金(No.51802073);河北省自然科学基金(No.E2020202145);河北省第八批“百人计划”项目(No.E2018050008);天津市科技计划项目(天津市自然科学基金)(No.22JCYBJC00230);中央引导地方科技发展资金项目(科技创新基地项目)(No.226Z3606G);河北省重点实验室项目(No.22567602H)资助。

摘  要:通过静电纺丝、热亚胺化和碳化过程,将氮化硼纳米片(BNNSs)负载在碳纤维(CFs)表面,组成用于修饰商业聚丙烯(PP)隔膜的氮化硼纳米片/碳复合纤维(BNNSs/CFs)复合材料。BNNSs和CFs的协同作用为电池提供了额外的导电路径,并将可溶性多硫化锂固定在正极区域。结果表明,采用10BNNSs/CFs-PP隔膜的电池在0.05C下的初始放电容量高达1295.7 mAh·g^(-1),当电流密度增加到1C时,以10BNNSs/CFs-PP为隔膜的电池也具有良好的长期循环稳定性,在400次循环后最终容量高达583.1mAh·g^(-1),每次循环容量衰减0.069%。By electrospinning,thermal imidization,and carbonization processes,boron nitride nanosheets(BNNSs)were coated on the surface of carbon fibers(CFs).Thus,BNNSs and CFs can constitute the boron nitride nanosheets/carbon fibers(BNNSs/CFs)composite to modify commercial polypropylene(PP)separators.The synergetic effect of BNNSs and CFs provides an additional conductive path to cells and serves to localize the soluble polysulfide into the cathode region.As a result,the cell assembled with the 10BNNSs/CFs-PP separator exhibited an initial discharge capacity as high as 1295.7 mAh·g^(-1)at 0.05C.Upon increasing the current density to 1C,the cells with 10BNNSs/CFs-PP separators also delivered excellent long-term cycling stability up to 400 cycles and a high final capacity of 583.1 mAh·g^(-1)with a capacity decay of 0.069%per cycle.

关 键 词:氮化硼纳米片 静电纺丝 穿梭效应 隔膜 锂-硫电池 

分 类 号:O613.61[理学—无机化学] O613.71[理学—化学] O613.81

 

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