中国石油大学北京Carbon海绵

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本文要点：1、海绵状石墨烯立方体（SGC）作为高性能S储层的应用，其能够牢固地捕获S或多硫化物。2、SGC/S复合材料或是Li-S电池的阴极候选材料。成果简介使用多孔MgO立方体作为模板，通过化学气相沉积工艺获得尺寸为几微米的海绵状石墨烯立方体（SGC）。海绵状结构具有高导电性，并且能够在长期循环后有效地捕获S元素和多硫化物而没有任何S物质泄漏。因此，SGC/S复合材料具有高可逆比容量，优异的倍率性能和出色的长期循环性能。图文导读如图1所示，使用多孔MgO立方体作为模板，通过CVD工艺生产SGC。图1。多孔SGCs的合成方案。图2。MgCO3立方体的SEM（a，b）和TEM（c）图像。多孔MgO立方体的SEM（d，e）和TEM（f）图像。图3。SGC的SEM（a和b）和TEM图像（c＆d）。SEM（e），TEM（f），STEM图像（g，h）和SGC/0.6S的相应EDS元素映射（i）。图4。（a）SGC/S复合材料的TG曲线。（b）与MG/0.6S相比，SGC/S复合材料的DTG曲线。（c）SGC/S复合材料与SGC和元素S的XRD分析。（d）SGC和SGC/0.6S复合材料的拉曼光谱。N2的吸附等温线和SGC（e）和SGC/0.6S（f）的孔径分布（插图）。图5。（a）在不同的电流速率下，与MG/S相比，SGC/S电极的速率性能。（b）不同电流速率下SGC/0.6S的充电/放电电压曲线。（c）SGC/0.5S，SGC/0.6S和SGC/0.7S的循环性能与MG/0.6S在1℃下个循环相比。（d）SGC/0.6S电极在1℃至1℃的充电/放电曲线。（e）SGC/0.6S的循环能力（e）的插入物是次循环后循环的Li-S电池的38个红色LED。图6。（a）在Li-S电解质和相应的隔膜（插图）中浸泡次循环后SGC/0.6S和MG/0.6S电极的照片。（b）与MG相比，显示SGC的多硫化物吸附能力的照片。次循环后SGC/0.6S（c，d）和SGC/0.7S（e）的TEM图像。（f）初始电极次循环（g）后的奈奎斯特图。f中的插图是曲线拟合的等效电路。小结通过MgO模板CVD法制备尺寸为几微米，具有高SSA，丰富的微孔/中孔和优异导电性的3DSGC。载荷为60wt％的S通过蒸汽浸渍过程被SGC完全捕获。优异的电化学性能归因于在长距离通道中具有高扩散阻力的多硫化物的良好限制，这阻碍了连续循环过程中的关闭效应并加速电子和离子的转移。SGC/S电极或可用作Li-S电池的先进阴极材料。参考文献：Sponge-likegraphenecubes:Sreservoirwithlargepolysulfidediffusionresistanceforlithium-sulfurbatteries

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