近日,电化学储能材料与器件课题组探索了一种农业废弃物丝瓜分级多孔碳合成锂硫电池的新策略。该工作以“Agricultural waste loofah-derived hierarchically porous carbon: Facile synthesis and application as sulfur host in the lithium-sulfur battery”为题发表在Materials Scienece & Engineering B(SCI三区,IF=3.6)期刊上,论文链接https://doi.org/10.1016/j.mseb.2023.117023。本论文的第一作者为白国梁副教授,第二作者为2021级硕士研究生程阳。
该研究以成熟的丝络为碳材料源,研究了不同预处理方法对多孔碳材料微观结构和电化学性能的影响。与未经预处理的样品相比,在硫酸预处理条件下产生的多孔碳材料具有最大的比表面积和最丰富的孔隙结构。该结构可以快速地将长链多硫化物转化为短链多硫化物,从而有效地固定了多硫化物,阻断了穿梭效应。在2 C时,电池的初始比容量为772.8 mAh/g。经过300次循环后,容量保留率为87.7 %。它具有良好的速率性能。因此,适当的预处理工艺可以显著提高生物质材料的物理和电化学性能。通过简单合理的预处理,将低成本的生物质碳材料作为锂硫电池的正极材料具有显著的优势。
本研究为从废弃的自然资源材料中生产生物炭材料提供了一种低成本、环保的方法,具有广泛的潜在应用前景。