对硼掺杂对锂-硫电池中硫/碳阴极影响的洞察

为了利用锂-硫电池的高能量密度，多孔碳材料被广泛用作硫阴极的载体材料。当前关于碳载体的研究更频繁地集中在碳结构的设计上，而不是其性质的改性。在本研究中，我们使用硼掺杂的多孔碳材料作为硫阴极的载体材料，深入探讨硼掺杂剂对硫/碳阴极的影响。粉末电子导电性显示，掺硼碳材料的导电性优于纯相似多孔碳。此外，通过 X 射线光电子能谱，我们证明掺硼使碳基底表面正极化，并允许硫及其多硫化物的化学吸附。因此，掺硼碳可确保更稳定的硫/碳阴极，并具备令人满意的导电性，电化学性能评估证实了这一点。与基于纯多孔碳的阴极相比，S/B掺杂碳阴极的初始电容（0.25 C时1300 mA h g(-1)）显著提高，循环稳定性和倍率能力也有所改善。电化学阻抗谱还表明，因硼的存在，S/B掺杂碳阴极的低阻抗和多硫化物阴离子的化学吸附。这些掺硼的特征可积极影响硫阴极的电化学性能，有助于构建更优越的锂-硫电池。