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多层结构碳膜作为超高面积容量锂-硫电池正极主体( Multilevel structured carbon film as cathode host for Li-S batteries with superhigh-areal-capacity )
B He WC Li ZY Chen L Shi AH Lu
设计高硫利用率、高硫负荷下循环寿命稳定的新型硫正极可以加速锂硫电池的商品化。为了使锂硫电池的能量密度与商用锂离子电池相当，硫阴极的面积容量应大于4mA·h·cm2。通常情况下，高硫负载通常会导致电子/离子输运动力学减慢、灾难性穿梭效应甚至电极开裂，从而导致容量迅速衰减。为了解决这一问题，本文采用化学气相沉积的方法，将高导电碳纳米管和中空碳纳米纤维与碳层复盖在一起，形成多能级结构的碳膜。自立碳膜具有良好的导电网络、中空纤维结构和丰富的N、O共掺杂活性位，集高电导率(1200·s·m1)、高孔隙率和极性于一体。利用这种吸引人的多能级结构，得到的碳膜基硫阴极在0.2C下具有8.9mA·h·cm2的超高面积容量，循环60次后具有优异的循环性能。本工作对设计高面积容量、高循环稳定性的锂硫电池用硫载体具有一定的指导意义，对锂硫电池的商品化也有一定的参考价值。
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