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成果简介

本文，西安理工大学杨蓉教授团队在《INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH》期刊发表名为“Cicada wing-like hierarchical porous carbon to facilitate the re-deposition of sulfur for high-performance lithium-sulfur batteries”的论文，研究提出以燕麦为原料，采用通用高温KOH活化碳化法制备生物质分级多孔碳（BHPC）。此外，研究了不同预炭化材料与KOH质量比下合成的BHPC的结构和形貌。在此，获得的BHPC-4具有大的比表面积、三级嵌套孔和蝉翼状石墨烯状薄层结构。

由于显著的蝉翼状薄层结构和自身的三级嵌套孔，微孔、中孔和大孔的孔径分布分别为35.12%、27.67%和37.21%，BHPC-4主要可以提供良好的导电网络大量的反应位点，增加了电反应的接触面积，提高了硫的有效利用。生物衍生碳材料更进一步促进循环过程中活性物质的重新均匀分布并抑制“穿梭效应”。BHPC-4/S 在 0.1 C 下的初始放电比容量为 1554 mA h/g。此外，BHPC-4/S 正极在 0.5 C 下经过 500 次循环后的容量衰减为 0.096% 和库仑效率的 95% 以上，并支持极好的循环稳定性。

图文导读

图1、生物质多孔碳的制备及其在锂硫电池硫主体中的应用示意图

图2、(A) BHPC-0、(B) BHPC-1、(C) BHPC-2、(D) BHPC-3、(E) BHPC-4 和 (F) BHPC-5的SEM图像

3、BHPC系列样品不同孔径分布柱的百分比

图4、BHPC-4/S 和 KS-6/S 正极的电化学性能

图5、BHPC-4/S 正极 (AC) 和 (DF) 在 0.5 C 下循环 500 次后的 SEM 和 EDS 图像

小结

以燕麦为原料制备分级多孔碳，以促进循环过程中高性能锂硫电池的硫再沉积。BHPC-4的蝉翼状薄层结构通过大的接触面积提供了许多活性反应位点，并提供了大的导电网络。本工作在碳基硫支架方案中生产出先进的碳质硫支架材料，超越了锂硫电池的代表性。

文献：

https://doi.org/10.1002/er.8638

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