磷氮共掺杂的多孔碳基硫载体，用于高容量锂硫电池

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Phosphorus and Nitrogen Codoped Porous Carbon-Based Sulfur Host for High-Loading Lithium/Sulfur Batteries

高负载硫电极的稳定循环性能研究。采用磷氮共掺杂多孔碳作为硫宿体，制备4 mg/cm2和7 mg/cm2高负载硫正极。在贫电解液条件下，1C倍率下200次循环容量保持率99.3%，容量衰减率0.068%/次。7 mg/cm2电极0.1C倍率下100次循环容量保持率61.2%。该材料有效抑制硫多孔性结构退化，提升高负载电极循环稳定性。

　　

锂/硫（Li/S）电池由于其较高的理论能量密度和较低的制造成本，成为下一代电池的潜在候选者。在实际的Li/S电池中，通过使用高载量的硫正极和稀电解液可以实现高能量密度。为了实现商业化，高载量的硫电极必须在高倍率下保持稳定的循环性能。在本研究中，制备了掺磷和氮的多孔碳，并将其用作高载量硫电极的载体。这种Li/S电池在1 C的倍率下表现出稳定的循环性能。当硫正极的负载量为4 mg cm^–2、电解液与硫的比为7 mL g^–1时，经过200次循环后，电池的容量为553 mAh g^–1，每次循环的容量衰减率仅为0.068%。当硫的正极负载量增加到7 mg cm^–2时，电池的初始容量为1207 mAh g^–1，但在0.1 C的倍率下经过100次循环后，容量下降至736 mAh g^–1。这种掺磷和氮的多孔碳作为一种有前景的硫载体，能够在稀电解液条件下实现高载量硫电极的高倍率稳定循环性能。