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【24h】

Facile assembly of a S@carbon nanotubes/polyaniline/graphene composite for lithium–sulfur batteries

机译：锂硫电池的S @碳纳米管/聚苯胺/石墨烯复合物的轻松组装

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A carbon nanotube/polyaniline/graphene (MWCNT–PANI–G) composite as sulfur host has been prepared by a simple self-assembly approach with potential application for lithium–sulfur (Li–S) batteries. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to investigate the microstructures and morphology of the as-prepared samples. It is demonstrated that the sulfur can be evenly impregnated into the MWCNT–PANI–G composite with strong chemical bonding. The resultant S@MWCNT–PANI–G composite with a sulfur content of 68 wt% shows excellent electrochemical performance as cathode for Li–S batteries. It delivers a high initial discharge capacity up to 1290 mA h g?1, good capacity retention of 784 mA h g?1 after 100 cycles of charge/discharge at the current density of 330 mA g?1, and good rate capability of 663 mA h g?1 and 548 mA h g?1 at 1.65 and 3.3 A g?1, respectively. The remarkable electrochemical performances are mainly attributed to the unique architecture of MWCNT–PANI–G with an enhanced electronic and ionic conductivity. Furthermore, this special architecture can provide strong physical and chemical confinement to the active materials and the soluble lithium polysulphides. Therefore, our study demonstrates a facile and low-cost approach to fabricate cathode materials for high-performance Li–S batteries.
机译：通过简单的自组装方法制备了碳纳米管/聚苯胺/石墨烯（MWCNT-PANI-G）复合材料，并有望用于锂硫（Li-S）电池。扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）用于研究所制备样品的微观结构和形态。结果表明，硫可以通过牢固的化学键均匀地浸入MWCNT-PANI-G复合材料中。所得的S @ MWCNT-PANI-G复合材料的硫含量为68 wt％，具有出色的电化学性能，可作为Li-S电池的阴极。它具有高达1290 mA hg ？1 的高初始放电容量，良好的容量保持能力为784 mA hg ？1 在电流密度为330 mA g ？1 的情况下进行100次充电/放电后，具有663 mA hg ？1的良好倍率能力 和548 mA hg ？1 在1.65和3.3 A g ？1 ， 分别。出色的电化学性能主要归因于MWCNT–PANI–G的独特结构，具有增强的电子和离子电导率。此外，这种特殊的结构可以为活性材料和可溶性多硫化锂提供强大的物理和化学限制。因此，我们的研究证明了一种用于制造高性能Li-S电池正极材料的简便且低成本的方法。

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