案例分析思路
一般而言,对于电极动力学性能的分析,可以从电极液相传质和电子转移这两个角度进行分析。硫电极的电极反应过程为固-液-固反应路径,与一般的锂离子电池固-固反应不同。由于有活性物质溶解在电解液中,应当更加注重液相传质过程。纳米超薄石墨片在电极中传统碳黑的替代,首先是材质的石墨化程度更高,具有更高的电子导电性,从而加快了电极内电子转移的速度,其次是片状结构可能会带来电极微观结构的改变,从而影响多硫化物在电极内部的传输速度。因此,首先采用X射线衍射(XRD)和电导率测试了解不同导电剂的石墨化程度和电导率,其次采用扫描电子显微镜(SEM)对电极不同放电阶段的结构进行观察,探索导电剂与硫颗粒的结合情况以及放电态电极表面的孔隙情况等。根据相关结果,可以发现纳米石墨片的高本征电导率、和硫颗粒形成的特殊包裹结构加快了电极的电子传输能力,而电极中的大孔结构则减缓了电极在放电后期的堵塞钝化,加快了液相中多硫化物的传输,因此显著地提升了硫电极的动力学性质。
参考文献
[1]Xiaobo Duan, Yamiao Han, Liwu Huang, Yanbing Li and Yungui Chen. Improved rate ability of low cost sulfur cathodes by using ultrathin graphite sheets with self-wrapped function as cheap conductive agent[J]. Journal of Materials Chemistry, A. Materials for energy and sustainability, 2015, 3(15):8015-8021.