膨胀石墨/硫-氟化气相沉积碳纤维双层正极

作者：马朝勇; 欧云; 姚琛琪; 唐智勇; 刘龙飞; 王艳; 成娟娟^*

来源：复合材料学报, 2023, 40(05): 2722-2730.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220705.002

• 氟化锂
• 双层涂覆
• 锂硫电池
• 氟化气相沉积碳纤维
• 膨胀石墨

对于高性能储能设备的迫切需求，使得理论能量密度达到2 600 W·h/kg的锂硫电池(LSBs)变得极具吸引力。然而，低的容量可逆性和硫自身绝缘性的天然缺陷制约了其商业化进程。为了有效改善硫的导电性能，同时抑制多硫化物的穿梭效应，达到提高LSBs电化学性能的目的。本文采用逐层涂覆法在膨胀石墨(EG)/硫(S)复合正极极片表面涂覆氟化气相沉积碳纤维(FVGCF)，通过首次放电至2.5 V实现FVGCF嵌锂，在EG/S正极极片表面形成LiF和FVGCF复合层。电化学性能测试和形貌表征结果表明：采用FVGCF新型正极材料具有最佳的循环寿命，EGS-FVGCF在1 C电流密度下的初始放电比容量为691.8 mA·h/g,100次循环之后剩余比容量为549.5 mA·h/g。相对于EGS涂覆的单层结构，在EGS上面涂覆FVGCF的双层电池性能具备极大应用优势，放电过程中生成的LiF能够抑制多硫化物从正极到负极的穿梭。同时，放充电后的电极形貌表征发现FVGCF层的加入减少了极片表面的裂纹，表明FVGCF层在一定程度上缓冲了硫正极的体积膨胀。这种简单易操作的复合结构为开发高性能LSBs提供了一定参考。

• 单位
  湖南科技大学