选择合适的导电碳种类

导电碳的种类能影响硫正极的电化学性能，选择合适的导电碳能有效提高锂硫电池的电化学性能。本章先采用工业上常用的两种导电碳，即碳黑Printex XE2（CB）和乙炔黑（AC），与升华硫进行混合制作硫电极，对比研究导电碳的种类对硫正极的影响，从而选择合适的导电碳来做后续实验。实验中所使用的导电碳的参数如表4.2 所示。

表4.2　实验中所使用的导电碳的参数

图4.2（a）所示为用AC 和CB 作硫正极的导电剂时锂硫电池的循环性能图。由图可知，采用AC 作导电剂的锂硫电池的第1 次循环和第50 次循环的放电比容量分别为950，419.6 mAh/g，前50 次循环的容量保持率为44.2%；采用CB 作导电剂的锂硫电池的第1 次循环和第50 次循环的放电比容量分别为1 094.1，501.6 mAh/g，前50 次循环的容量保持率为45.8%。对比可知，采用CB 作导电剂的锂硫电池的放电比容量较高，循环性能较好。

图4.2　采用不同的导电碳时锂硫电池的电化学性能(www.xing528.com)

图4.2（b）为与图4.2（a）对应的库仑效率图。由图可知，采用AC 作导电剂的锂硫电池的前50 次循环的平均库仑效率约为55%，比采用CB 作导电剂的锂硫电池的库仑效率低10%。从图4.2（c）中可以看出，采用AC作导电剂时锂硫电池的放电中值电压也比用CB 作导电剂时略低。对比可知，采用CB 作导电剂的锂硫电池的电化学性能较好。其原因可能与这两种碳的导电性能和比表面积有关。由表4.2 可以看出，CB 的比表面积比AC 的高，与单质硫接触得更充分，能使硫单质更充分地参加电化学反应；另外，CB 的电导率也比AC 的高，使硫的利用率更高，电池的放电比容量也更高。因此，后面的实验均采用CB 作锂硫电池的导电剂。