掺硫碳纳米管作导电添加剂改进磷酸锰铁锂电化学性能

作者：赵露; 宁国庆^*; 李兴洵

来源：化工学报, 2021, 72(12): 6388-6398.

• 碳纳米管
• 磷酸锰铁锂
• 动力学
• 锂离子电池
• 电化学
• 稳定性

磷酸锰铁锂(LMFP)具有比磷酸铁锂(LFP)更高的能量密度,但因电导率更低,倍率性能较差。本文采用掺硫碳纳米管提升LMFP电极的导电性能,有效提高了LMFP电极的能量密度和功率密度。首先,以亚硫酸钙热解产生的SO2为掺杂剂,对碳纳米管(CNT)进行气相掺硫处理得到掺硫碳纳米管(SCNT)。与未掺杂CNT相比,SCNT表现出更好的亲水性和导电性。将SCNT水相分散液作为导电添加剂,以水为溶剂制备LMFP电极,分别在室温和-10℃的低温环境下进行倍率性能、循环性能和交流阻抗等测试。结果表明,添加SCNT作导电剂有效提高了LMFP电极的导电性和动力学速率,添加SCNT的LMFP电极在0.2C和5C下可逆容量分别为200 mAh/g和145 mAh/g,显著高于添加了CNT或CB导电剂的LMFP电极。将添加SCNT的LMFP电极与石墨匹配组装全电池,表现出185.0 Wh/kg和665.5 W/kg的超高能量密度和功率密度。

• 单位
  重质油国家重点实验室; 中国石油大学（北京）