ПОРИСТЫЙ ГРАФЕНОПОДОБНЫЙ УГЛЕРОДНЫЙ КОМПОЗИТ НА ОСНОВЕ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ С НАНОЧАСТИЦАМИ ОКСИДА НИКЕЛЯ ДЛЯ ЛИТИЙ-СЕРНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Аннотация

Литий-серные (Li-S) аккумуляторы привлекли значительное внимание из-за их высокой теоретической плотности энергии и экономической эффективности. Однако такие проблемы, как низкий срок службы и низкая проводимость, затрудняют их практическое применение. Целью данного исследования является улучшение производительности Li-S аккумуляторов путем разработки нового серного катодного материала и модификатора сепаратора, оба из которых изготовлены из композита углерода, полученного из биомассы, и оксида никеля. Синтез и характеристика RHG, RHG @S, катода RHG-NiO@S и композита RHG-NiO были проведены для оценки их структурных и электрохимических свойств. Электрохимические испытания показали, что катод RHG-NiO@S в сочетании с модифицированным сепаратором RHG -NiO продемонстрировал превосходные эксплуатационные характеристики, включая значительно улучшенное сохранение емкости, стабильность и улучшенную кулоновскую эффективность по сравнению с катодом RHG @S без модифицированного сепаратора. В исследовательской работе из рисовой шелухи биоотходов методами карбонизации и термохимической активации был эффективно синтезирован графеноподобный пористый углерод с высокой удельной поверхностью. Размещение серы в порах композита, состоящего из графеноподобного пористого углерода и оксида никеля, синтезированного из рисовой шелухи, осуществлялось методом плавления-диффузии. Термогравиметрическим методом (ТГА) подтверждено, что количество серы в приготовленном катодном материале композита RHG-NiO@S составляет около 60%. Катодный материал, изготовленный из композита RHG-NiO@S и сепаратора RHG-NiO, изначально достиг разрядной емкости 1599±20  мА сағ г^-1 и сохранил емкость 790,29±10  мА сағ г^-1 после 100 циклов при 0,2 С. В данной работе подчеркивается потенциал материалов, полученных из биомассы, и их композитов в устранении основных ограничений аккумуляторов Li-S, предлагая перспективный подход к разработке высокопроизводительных систем хранения энергии.