高速度充電可能なLi-Sバッテリー用の硫黄基カソード材料の前駆体としてのポリアクリロニトリル/グラフェン複合体

ポリアクリロニトリル/グラフェン（PAN/GNS）複合体は、初めてインシチュポリマー化法によって合成され、高速充電可能なLi-Sバッテリー用のカソード材料の前駆体として機能します。走査型電子顕微鏡（SEM）および透過型電子顕微鏡（TEM）から観察されるように、PANナノ粒子は、サイズが100 nm未満で、GNSの表面に固定されており、この独特の構造は硫黄複合カソード材料でも維持されています。熱分解されたPAN-S/GNS（pPAN-S/GNS）複合カソードの電気化学的特性は、サイクリックボルタンメトリー、定電流放電-充電サイクリング、および電気化学インピーダンス分光法によって評価されました。その結果、GNS含量が約4 wt.%のpPAN-S/GNSナノ複合体は、初回サイクルで約1500 mA hg−1の硫黄または700 mA hg−1の複合体の可逆容量を示し、硫黄の利用率は約90%に相当します。容量保持は0.1 Cで比較的安定しています。6 Cまで上昇しても、約800 mA hg−1の競争力のある容量が得られました。pPAN-S/GNSの優れた性能は、GNSの導入と均一な複合構造に起因します。複合材料中のGNSは、三次元（3-D）ナノ電流コレクターとして機能し、電子伝導性マトリックスとしてだけでなく、電気化学的性能を向上させるためのフレームワークとしても機能します。