Flexibel bindmiddel voor S@pPAN-kathode van lithiumzwavelbatterij - deel 1

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 agaatkogelmolen kan. Na 6 uur kogelmalen werd het gedroogd in een hoogoven bij 60 °C. Na het drogen het blokmengsel goed malen. Vervolgens werd een bepaalde hoeveelheid gemengd poeder afgewogen en in een kwartsboot geplaatst, en de temperatuur werd in een buisoven onder een beschermende stikstofatmosfeer tot 300 °C verhoogd en 6,5 uur bewaard om een ​​S@pPAN-zwart poeder te verkrijgen met een zwavelmassafractie van 41%. Weeg 20 mg SWCNT af in een monsterflesje 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 en de vaste stofinhoud ervan te verkrijgen. fractie is 1%. Bovendien is de CMC die in het controle-experiment werd gebruikt precies dezelfde als de CMC die in de bovenstaande SCMC-synthese werd gebruikt, zonder andere behandeling. Los CMC op in gedeïoniseerd water, de massafractie van CMC is 1% en het monster wordt geëtiketteerd 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 in een polytetrafluorethyleentank voor kogelmalen gedurende 2 uur, en de massa van de gebonden slurry wordt berekend op basis van de massa van de vaste fasecomponent. De slurry werd met een filmapplicator op de met koolstof beklede aluminiumfolie aangebracht en na drogen bij kamertemperatuur met een microtoom in schijfjes van 12 mm gesneden en in een hoogoven bij 70 °C gedurende 6 uur 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 vergroten, en vervolgens verder te gaan met vacuümdrogen bij 70 °C gedurende 6 uur. Nadat de temperatuur van de vacuümoven tot kamertemperatuur was gedaald, werd het poolstuk snel overgebracht naar de handschoenenkast om te wegen en opzij gezet. De actieve materiaalbelasting per oppervlakte-eenheid van de kathode is in dit onderzoek ongeveer 0,6 mgâcm-2. De op SCMC en CMCP gebaseerde elektroden worden respectievelijk aangeduid als 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. Men liet de batterij 4 uur staan ​​alvorens te gaan fietsen om de separator en de elektroden volledig te infiltreren met de elektrolyt. De laad-ontlaad-afsluitspanning varieerde van 1,0 tot 3,0 V, en tijdens het fietsen werd een constante temperatuur van 25 °C gehandhaafd. De langetermijncyclustest werd uitgevoerd bij een stroomdichtheid van 2C en de snelheidsprestaties 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. Het specifieke vermogen wordt berekend op basis van de actieve component zwavel.

1.4 Karakterisering van fysieke eigenschappen

Meer lithium-ion Batterijmaterialen van TOB New Energy