Page 81 - 化工安全生产与环保技术

化工安全生产与环保技术

石墨烯，特别是生物质炭，能够物理诱捕多硫化物离子，减轻这种效果的同时增
加电极的电子电导率。Tao 等以木棉纤维为碳源的炭纳米管制备用于 Li-S 电池
的阴极，初始放电容量为 870mAh/g，库仑效率为 93.0%，循环 90 次后，容量保

持率为 95.4%。Chen 等以大豆渣为前驱体制备蜂窝状氮氧双掺杂多孔炭，用其
复合材料制备用于 Li-S 电池的阴极材料，混合阴极在 0.2C 下的初始放电容量为
1185.4mAh/g，在 1C 下 600 次循环后保持可逆容量为 435.7mAh/g，每次循环容
量仅衰减 0.063%。

3. 钠离子电池（Na+ 电池）
Na+ 电池被认为是能够大规模电能储存领域的潜在替代品。但其离子半径较
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大，使得 Na 主体材料的电化学行为与 Li 主体材料不同，会引起主体材料较大
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的应力变化，导致晶格结构快速坍塌，循环稳定性较差。这些因素阻碍了 Na 电
池的发展，设计具有高电位、快速动力学和高稳定性的高性能钠主体，特别是阴
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极主体，对于实现 Na 电池的全部潜力至关重要。分层的生物质碳材料为此提供
了理想且最优的解决方案。Gaddam 等利用椰子油制备炭纳米颗粒，进一步修饰
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获得用作 Na 电池阳极的表面羧基化炭纳米颗粒，在 100mAh/g 时的初始放电容
量为 733mAh/g，反复循环后库仑效率提高到接近 100%，在第 50 次循环时仍能
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保持 203mAh/g 的容量。Ding 等制备出一种混合 Na 电容器，阳极和阴极中的活
性物质全部来源于花生壳，基于花生壳纳米片炭的阴极在 25.6A/g 下的比容量为
73mAh/g。

4. 超级电容器电极
根据储能机制，超级电容器可以分为电化学双层电容器（EDLCs）和赝电容
型电容器（PC）。近年来，生物质炭材料已作为电化学双层电容器电极或制造
电化学双层电容器 / 赝电容型电容器复合材料的基底，高比表面积和细孔结构主

导着电化学双层电容器的电容。Cheng 等用玉米蛋白粉废料合成的多孔炭材料作
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为一种超级电容器的电极，其比表面积高达 3353m /g，孔体积为 2.07cm /g，该
电极在 0.5A/g 时显示出高达 488F/g 的特定电容以及良好的循环稳定性。Rufford
等用 ZnCl 2 活化甘蔗渣制备电化学双层电容器电极材料，生产的多孔炭具有超过
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1000m /g 的高比表面积，并且在 1mol/LH 2 SO 4 电解质中表现出优异的特定电容，
高达 300F/g。高比表面积和孔体积提高了其离子储存能力，但由于电极材料密度
低，会受到差的体积性能影响，因此利用高体积比电容降低电解液体积以及超级

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