涂碳铝箔在锂硫电池中的应用.docx

涂碳铝箔在锂硫电池中的应用 李涛;洪波;曹华伟浏业翔;闫霄林;黄子欣 【摘要】 The carbon-coated aluminum (Al) foil was prepared by mixing two conductive carbon materials (carbon black+graphite) and studied as a current collector of Li-S battery.The effects of foil type on the electrode properties and cell performance were investigated.The results show that the carbon-coated Al foil possesses a point-surface combined conductive framework between active material layer and Al foil layer,which not only improves the conductivity of the sulfur electrode,but also enhances the adhesion of active material to current collector and inhibits the corrosion of the electrolyte to Al substrate.When using carbon-coated Al foil,the cell polarization is significantly reduced and stable charge-discharge platform is maintained.Compared to common Al foil,the carbon-coated Al foil favors more utilization of active material and more excellent cycle performance.The retained capacity reaches 602 F/g and capacity retention is 77.7% for the cell loading carbon-coated Al foil after 40 cycles at rate of 0.2C.%利用导电炭黑和导电石墨两款碳材料制作涂碳铝箔，将其作为锂硫电池正极 的集流体,考察箔材种类对电极性质和电池性能的影响规律.结果表明:所制作的涂碳 铝箔具有〃点-面”结合的导电架构，其不仅可以改善硫电极的导电性而且有利于增 强活性物质与集流体的粘结性、抑制电解液对铝箔的腐蚀.涂碳铝箔可以显著降低 电池的极化阻抗，维持稳定的充放电平台.相比使用传统铝箔，使用涂碳铝箔的电池的 活性物质利用率更高彳循环性能更为优异，经0.2C充放电循环40次后,其放电容量达 到602 F/g,容量保持率为77.7%. 【期刊名称】《中国有色金属学报》 【年(卷)，期】2017(027)004 【总页数】7页(P732-738) 【关键词】锂硫电池;导电碳;涂碳铝箔;集流体;电化学性能 【作者】李涛;洪波漕华伟浏业翔;闫霄林;黄子欣 【作者单位】中南大学冶金与环境学院，长沙410083;深圳好电科技有限公司，深圳 518057;中南大学冶金与环境学院，长沙410083;深圳好电科技有限公司，深圳 518057;中南大学冶金与环境学院，长沙410083;中南大学冶金与环境学院，长沙 410083;深圳好电科技有限公司，深圳518057 【正文语种】中文 【中图分类】TM912.9;O646 当前，锂离子电池已成为手机、电脑等移动式电子设备的首选电源，并且在电动汽 车、可再生能源利用以及智能电网等新兴领域具有广阔的应用前景。但是，受电极 材料比容量的限制[1],商品化锂离子电池仍未能突破250 W-h/kg的能量密度瓶 颈，难以满足高能量密度的使用需求。而单质硫比容量可达到1675 mA-h/g,将 其与金属锂配对构成的锂硫电池，理论比能量更是高达2600 W?h/kg[2],近年来 已引起世界范围内的广泛重视。 锂硫电池大多采用表面光滑的铝箔作正极集流体，该箔材对活性物质的粘附力有限， 电池接触阻抗较大，部分活性物质在循环期间还可能发生脱落而导致性能衰减。而 且这种传统铝箔由于长期与电解液接触而易被腐蚀[3],影响电化学性能的稳定， 并引起电池自放电[4]。为此，研究者们尝试将其他一些金属或碳基材料替代传统 铝箔，如泡沫镍、泡沫碳、多孔碳纸、活性炭纤维布、碳纳米管等［5-8］。