钐钇修饰炭气凝胶基硫电极的制备及锂硫电池性能的研究.docx

钐钇修饰炭气凝胶基硫电极的制备及锂硫电池性能的研究
钐钇修饰炭气凝胶基硫电极的制备及锂硫电池性能的研究
摘要：锂硫电池作为一种具有高能量密度和环境友好性的新一代电池技术，已经受到了广泛的关注。然而，锂硫电池在实际应用中存在着一些挑战，如低循环稳定性和极差的倍率性能等。本研究通过钐钇修饰炭气凝胶基硫电极的制备，探索了改善锂硫电池性能的方法。实验结果表明，钐钇修饰能够显著提高锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。
关键词：锂硫电池、钐钇修饰、炭气凝胶、循环稳定性、倍率性能
1.引言
锂硫电池是一种具有高比能量和低成本的新型电池技术，已经被广泛研究和应用。然而，锂硫电池在实际应用中存在着一些问题，如硫的极低电导率和极化效应，导致循环稳定性和倍率性能较差。因此，改进锂硫电池的性能是目前研究的热点之一。
2.实验部分
2.1炭气凝胶基硫电极的制备
首先，采用溶胶-凝胶法制备炭气凝胶前驱体。将适量的硼酸和甲醇混合，并搅拌均匀，得到均质的溶液。然后，将得到的溶液置于烘箱中干燥，直至形成坚硬的凝胶。接下来，将凝胶进行热处理，在惰性气氛下进行碳化反应，得到炭气凝胶。
2.2钐钇修饰炭气凝胶基硫电极的制备
将制备好的炭气凝胶放置于浓度为0.1mol/L的钐钇盐溶液中进行修饰处理，然后在高温下进行焙烧，使钐钇修饰均匀分布于炭气凝胶表面。
3.结果与讨论
通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察研究样品的形貌和微观结构，发现钐钇修饰使得炭气凝胶表面形成了均匀的纳米颗粒结构，表面积增大，有利于硫的吸附和反应。电化学性能测试结果表明，钐钇修饰的炭气凝胶基硫电极在循环性能和倍率性能方面都有明显的提高。在50次循环之后，钐钇修饰的炭气凝胶基硫电极仍然保持了较高的容量保持率，并且在高倍率下充放电性能良好。
4.结论
本研究通过钐钇修饰炭气凝胶基硫电极的制备，实现了对锂硫电池性能的改善。实验结果表明，钐钇修饰能够显著提高锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。这些结果为锂硫电池的进一步优化和应用提供了新的方向和思路。
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