自支撑多孔碳/硒复合柔性电极的制备及其电化学性能
Preparation and Electrochemical Performance of Porous Carbon/Selenium Composite Free-Standing Electrode
作者单位E-mail
杨淳 中国科学院可再生能源重点实验室, 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广州能源研究所, 广州 510640
中国科学技术大学纳米科学技术学院, 苏州 215123 
 
赵欣悦 中国科学院可再生能源重点实验室, 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广州能源研究所, 广州 510640  
张灵志 中国科学院可再生能源重点实验室, 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广州能源研究所, 广州 510640 lzzhang@ms.giec.ac.cn 
摘要: 以二氧化硅(SiO2)为模板,结合静电纺丝与溶胶-凝胶法制备了多孔碳纳米纤维膜(PCNFS),再通过熔融扩散法负载硒,制备了一种柔性的碳/硒复合电极(Se@PCNFS)。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料的微观结构和形貌进行表征,结果显示多孔碳纤维直径约300 nm,硒均匀地嵌入碳纤维膜的孔洞中。电化学测试结果表明,1Se@PCNFS电极在锂硒电池中表现出优异的循环性能和倍率性能。在0.5C倍率下,初始放电比容量达到569 mAh·g-1,循环500次后比容量为340 mAh·g-1;在2C倍率时,比容量为403 mAh·g-1
关键词: 锂硒电池  静电纺丝  碳纳米纤维  柔性电极
基金项目: 国家自然科学基金(No.21573239,51602312)、广东省科技项目(No.2015B010135008)和王宽诚教育基金会资助。
Abstract: The porous carbon nanofiber films (PCNFS) were prepared via electrospinning and sol-gel method using SiO2 as template. Then, a flexible carbon/selenium composite electrode (Se@PCNFS) was obtained by melting and diffusion loading of selenium. The microstructure and morphology of the materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the porous carbon nanofibers endowed the diameter of about 300 nm and selenium was uniformly dispersed within the fibers. Thus, Se@PCNFS electrode showed outstanding cycling performance and rate performance in lithium-selenium battery. 1Se@PCNFS electrode delivered the initial specific capacity of 569 mAh·g-1 and maintained a reversible capacity of 340 mAh·g-1 after 500 cycles at 0.5C rate. The reversible capacity was 403 mAh·g-1 at 2C rate.
Keywords: lithium selenium battery  electrospinning  carbon nanofiber  flexible electrode
投稿时间:2021-02-01 修订日期:2021-09-28
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杨淳,赵欣悦,张灵志.自支撑多孔碳/硒复合柔性电极的制备及其电化学性能[J].无机化学学报,2021,37(11):1922-1930.
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