爆米花啟發(fā)-在充電機(jī)充電鋰硫蓄電池中的應(yīng)用方案
2017-9-8 10:03:07??????點(diǎn)擊：
【導(dǎo)言】
多孔資料現(xiàn)已成為當(dāng)時電化學(xué)儲能范疇多種使用中極具遠(yuǎn)景的候選之一?？茖W(xué)界一直在規(guī)劃具有層次和互聯(lián)孔隙網(wǎng)絡(luò)的多孔結(jié)構(gòu)。與微/介孔資料相比，大孔（孔徑≥50nm）資料具有明顯長處，比方互連結(jié)構(gòu)進(jìn)步了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，大通道可用于加快物質(zhì)移動而且具有可及性優(yōu)勢。此外，許多電化學(xué)儲能使用需求合理的分級孔徑和散布的開放單元結(jié)構(gòu)，大孔與微/介孔一同加快傳質(zhì)進(jìn)程，然后杰出大孔在多孔層次結(jié)構(gòu)中的重要性和必要性。
由于其優(yōu)異的化學(xué)、機(jī)械和熱穩(wěn)定性以及良好的導(dǎo)電性和高的外表積，各種碳質(zhì)多孔資料如多孔石墨烯、碳納米棒等在充電機(jī)充電鋰離子蓄電池、充電機(jī)充電鈉離子蓄電池和超級電容器中具有廣泛的使用?，F(xiàn)在現(xiàn)已開發(fā)了多種技術(shù)制造大孔碳資料，包含模板法、微流體法、膜/微通道乳化法等。但是這些辦法步驟繁瑣，固化時間長。因此，開發(fā)大規(guī)模出產(chǎn)大孔資料的簡潔辦法對錯常有含義的。
【效果簡介】
近來，Advanced Energy Materials最新在線宣布了清華大學(xué)張強(qiáng)教授、浙江工業(yè)大學(xué)夏陽、浙江大學(xué)夏新輝（一起通訊作者）等人的最新研究效果，題為“Popcorn Inspired Porous Macrocellular Carbon: Rapid Puffing Fabrication from Rice and Its Applications in Lithium–Sulfur Batteries”。研究人員從爆米花制造辦法（顆粒首先在加熱和密封的容器中緊縮。然后，經(jīng)過在≈200-300°C的高溫和0.5-1.5MPa的壓力下瞬間開釋密封容器的夾緊力，使含淀粉質(zhì)料瞬間膨化擴(kuò)展，并瞬間轉(zhuǎn)化成擴(kuò)展的三維多孔資料，其體積和外表積經(jīng)過簡單的瞬時膨化工藝增加數(shù)十倍）得到啟示，將稻米前驅(qū)體強(qiáng)力膨化得到了由交聯(lián)納米/微片組成的多孔微觀碳。乃至把金屬（例如Ni）納米顆粒嵌入膨化的爆米花衍生碳（PRC）中時，可以得到高質(zhì)量的PRC/金屬復(fù)合資料，電導(dǎo)率高達(dá)≈7.2×104 S m-1，孔隙率為85.1%，外表積為1492.2 m2 g-1。規(guī)劃的PRC/Ni/S電極在0.2C電流密度下具有1257.2 mA hg-1的高可逆容量，循環(huán)壽數(shù)延伸（500次循環(huán)后為821 mA hg-1），倍率特性進(jìn)步，遠(yuǎn)優(yōu)于其他同類資料（PRC/S和rGO/S）。
【圖文導(dǎo)讀】
1 PRC制造進(jìn)程示意圖以及PRC的宏/微觀描摹表征
圖 PRC/Ni復(fù)合資料的描摹和結(jié)構(gòu)表征
3 S被成功引進(jìn)且均勻散布在PRC/Ni/S電極中
4 PRC/Ni/S，PRC/S，3D rGO/S電極的電化學(xué)功能表征和比較
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