元素百科为您介绍中国科学院材料化学研究小组制备新型石墨烯基碳硫正极材料。近日，中国科学院电工研究所马衍伟团队设计开发了一种新型石墨烯-多孔碳球复合纳米材料，具有多层次的微观结构。该碳复合材料具有石墨烯纳米板和多孔碳纳米球的优点，比表面积超高，孔隙率大。基于这种碳纳米材料，电工制备了高性能锂硫电池正极。《材料化学》发布了相关成果。
石墨烯纳米内部结构
据报道，从微结构的角度来看，该碳复合材料以石墨烯纳米板为骨架，表面分散附着直径约200纳米的碳球，主要含有1-3纳米的多层次介质微纳米多孔结构，共同构成多层次碳复合纳米结构。
由于比表面积和孔隙率超高，即使在大硫负载率(74.5%)下，制备的碳硫复合正极仍可发挥1250 mAh g-1的比容量(0.2 C）。在2C电流下循环充放电450次，容量保持率约98%。
石墨烯复合纳米结构设计设计
这表明该研究提出的零维&二维多级复合纳米结构设计充分发挥了石墨烯和多孔碳球的协同作用，有效分散和限制硫正极，提高了电化学活性，避免了硫的穿梭效应，为高容量、长循环锂硫电池等储能设备的发展提供了新的思路。
