Flexibel bindmiddel voor S@pPAN-kathode van lithiumzwavelbatterij - deel één

Experimentele methode

1.1 Materiaalvoorbereiding

Weeg een bepaalde hoeveelheid polyacrylonitril (Mw=1,5×105, Aldrich) en elementaire zwavel af volgens de massaverhouding van 1:8, voeg een geschikte hoeveelheid absolute ethanol toe als dispergeermiddel en meng ze gelijkmatig in een afgesloten agaatkogelmolenpot . Na 6 uur malen in een kogelmolen werd het gedroogd in een hoogoven bij 60°C. Na het drogen het blokmengsel goed vermalen. Vervolgens werd een bepaalde hoeveelheid gemengd poeder gewogen en in een kwartsboot geplaatst, en de temperatuur werd verhoogd tot 300 °C in een buisoven onder een beschermende stikstofatmosfeer en gedurende 6,5 uur bewaard om een ​​S@pPAN zwart poeder te verkrijgen met een zwavel massafractie van 41%. Weeg 20 mg SWCNT af in een monsterfles en voeg vervolgens 0,5 mg·mL-1 natriumdodecylbenzeensulfonaat (SDBS) toe. Na ultrasone behandeling gedurende 10 uur werd CMC (Mw=7x105, Aldrich) toegevoegd aan de SWCNT-suspensie (de massaverhouding van CMC en SWCNT was 2:1) en gedurende 2 uur geroerd om SCMC te verkrijgen, en de massa vaste stof ervan. fractie is 1%. Bovendien is de CMC die wordt gebruikt in het controle-experiment precies dezelfde als de CMC die wordt gebruikt in de bovenstaande SCMC-synthese zonder andere behandeling. Los CMC op in gedeïoniseerd water, de massafractie van CMC is 1% en het monster wordt aangeduid als CMCP.

1.2 Elektrodevoorbereiding en batterijmontage

S@pPAN, Super P en bindingsslurry (SCMC of CMCP) werden gewogen volgens de massaverhouding van 8:1:1. Plaats het gedurende 2 uur in een polytetrafluorethyleentank voor kogelmalen en de massa van de gebonden slurry wordt berekend op basis van de massa van de vaste fasecomponent. De suspensie werd aangebracht op de met koolstof beklede aluminiumfolie met een filmapplicator en na drogen bij kamertemperatuur werd deze met een microtoom in schijfjes van 12 mm gesneden en 6 uur in een hoogoven bij 70°C gedroogd. Na het voordrogen werd het poolstuk verwerkt met een tabletpers onder een druk van 12 MPa om de dikte van het poolstuk te verminderen en de verdichtingsdichtheid van het poolstuk te verhogen, en vervolgens verder te vacuümdrogen bij 70 °C gedurende 6 uur. Nadat de temperatuur van de vacuümoven was gedaald tot kamertemperatuur, het poolstuk werd snel overgebracht naar het handschoenenkastje om te wegen en opzij te zetten. De lading actief materiaal per oppervlakte-eenheid van de kathode in deze studie is ongeveer 0,6 mg∙cm-2. De elektroden op basis van SCMC en CMCP worden aangeduid als respectievelijk S@pPAN/SCMC en S@pPAN/CMC.

1.3 Elektrochemische prestatietest

Gebruik het Xinwei-batterijtestsysteem om constante stroomlaad- en ontlaadtests uit te voeren op de geassembleerde batterijen. De batterij mocht 4 uur staan ​​alvorens te fietsen om de separator en elektroden volledig te infiltreren met de elektrolyt. De laad-ontlaad-uitschakelspanning varieerde van 1,0 tot 3,0 V en tijdens het fietsen werd een constante temperatuur van 25 °C gehandhaafd. De langdurige cyclustest werd uitgevoerd bij een stroomdichtheid van 2C en de prestaties van de batterij werden getest bij een stroomdichtheid van 0,5C, 1C, 3C, 5C en 7C. Cyclische voltammetrie (CV) werd uitgevoerd op een CHI 760E elektrochemisch werkstation met een scansnelheid van 1 mV s-1. De specifieke capaciteit wordt berekend op basis van het actieve bestanddeel zwavel.

1.4 Karakterisering van fysieke eigenschappen

Meer materialen voor lithium-ionbatterijen van TOB New Energy