B掺杂多孔碳纳米片的制备及其储锂性能

作者：孙悦; 邢宝林^*; 张耀杰; 冯来宏; 曾会会; 蒋振东; 徐冰; 贾建波; 张传祥; 谌伦建; 张越; 张文豪

来源：化工进展, 2023, 1-15.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0753

• 褐煤
• B掺杂
• 多孔碳纳米片
• 锂离子电池
• 电化学性能

负极材料是影响锂离子电池性能(LIBs)的关键因素之一，孔隙结构调控和杂原子掺杂是提高负极材料电化学性能的有效手段。以褐煤为前驱体，采用化学氧化法制备煤基碳纳米片(CS)，再以氧化硼(B2O3)为添加剂，得到B掺杂多孔碳纳米片(BPCS)；采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸附仪、X射线光电子能谱(XPS)等手段对CS和BPCS微观结构和用作锂离子电池负极材料的电化学性能表征与测试。结果表明，B2O3具有模板、造孔、掺杂三重作用，当B2O3用量为0.5 g时，BPCS-0.5呈现三维多孔结构，比表面积为1216.20 m2 g-1，总孔容1.027 cm3 g-1，B原子含量为4.20%；BPCS-0.5的多孔结构为离子的存储和传输提供足够的空间和通道，B元素的引入增加了BPCS的表面化学活性，从而增强了储锂性能。BPCS-0.5用作锂离子电池负极材料时，在0.05 A g-1电流密度下首次可逆容量达826 mAh g-1，且在5 A g-1大电流密度下可逆容量仍有143 mAh g-1，循环500次的容量保持率为172%，表明该材料具有较高的储锂容量和优异的循环寿命。

• 单位
  化学化工学院; 河南理工大学