多孔石墨相氮化碳的制备及其作为硫宿主 材料在锂硫电池中的应用

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文章编号： 1672-6987（2022）03006308； DOI： 10.16351/j.1672-6987.2022.03.009

李东胜， 朱开兴*(青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061)摘要： 以尿素和柠檬酸为前驱体，采用一步热缩聚的方法，制备了多孔石墨相氮化碳(PCN)。与传统的氮化碳相比，PCN具有更高的比表面积、孔隙含量以及更强的多硫化物吸附特性，能够承载容纳更多的硫，提高硫的利用率，降低锂硫电池多硫化物的穿梭效应。基于上述优点，以PCN为正极宿主材料的锂硫电池表现出了良好的循环稳定性。在10 C电流密度下循环150圈后放电比容量仍然高于700 mAh·g-1，在20 C电流密度下，循环350圈后仍然有484 mAh·g-1的放电容量。

关键词： 锂硫电池； gC3N4； 尿素； 柠檬酸

中图分类号： TQ 207+.2文献标志码： A

引用格式：李东胜， 朱开兴. 多孔石墨相氮化碳的制备及其作为硫宿主材料在锂硫电池中的应用［J］. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2022, 43(3): 6370.

LI Dongsheng, ZHU Kaixing. Fabrication of porous gC3N4 as sulfur host for lithiumsulfur batteries［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2022， 43（3）： 6370.

Fabrication of Porous gC3N4 as Sulfur Host for LithiumSulfur Batteries

LI Dongsheng, ZHU Kaixing

(College of Electromechanical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China)

Abstract: In this paper, porous gC3N4 (PCN) was successfully synthesized through onestep thermal copolymerization by calcining urea and citric acid. The developed PCN is characterized by the high specific surface area, fast ion transport rate and strong polysulfide adsorption capability compared with pristine gC3N4. Due to these merits, the PCN/S composite cathode exhibits a remarkably excellent cycling performance, maintaining 700 mAh·g-1 after 150 cycles at a current density of 10 C and 484 mAh·g-1 after 350 cycles at a current density of 20 C.

Key words: lithiumsulfur battery； gC3N4； urea； citric acid

收稿日期： 20210610

基金项目： 国家自然科学基金项目（51972186，51502149）.

作者简介： 李东胜（1996—），男，硕士研究生.*通信联系人.