Chế tạo tấm điện cực linh hoạt cấu tạo từ sợi nano carbon xốp bằng phương pháp electrospinning ứng dụng trong pin Li-O2

Tóm tắt

Tấm vật liệu gồm các sợi nano carbon xốp có khả năng uốn cong (FCNF) đã được chế tạo thành công bằng phương pháp electrospinning ứng dụng làm điện cực cathode trong pin Li-O₂. Việc sử dụng acid terephthalic (PTA) làm chất thăng hoa, kết hợp với quá trình carbon hoá ở 1200^oC trong N₂ đã tạo ra các lỗ xốp liên kết với nhau dọc theo sợi FCNF. Hơn nữa, các lỗ xốp lớn khoảng 2-4 μm giữa các sợi FCNF riêng lẻ giúp cho điện cực không bị tắc khi hình thành sản phẩm xả. Kính hiển vi điện tử quét (SEM), phân tích diện tích bề mặt (BET), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và phổ Raman (Raman) đã được sử dụng để phân tích tính chất vật liệu của điện cực FCNF. Phương pháp này làm cho FCNF có diện tích bề mặt riêng lên tới 156 m²g^-1, cao hơn so với sợi nano carbon (CNF) (94 m² g^-1). Kết quả hiệu suất điện hoá của pin Li-O₂ đã cho thấy việc sử dụng điện cực FCNF đạt dung lượng 5270 mAh g^-1 tại mật độ dòng 200 mA g^-1. Tuổi thọ của pin Li-O₂ cũng đã được kiểm tra, điện cực FCNF đạt 262 vòng so với 73 vòng của điện cực CNF tại dung lượng giới hạn 1000 mAh g-1 và mật độ dòng 500 mA g^-1.