NML研究论文 | 高性能钠离子电池负极材料:rGO@FeS2复合材料

内容简介

FeS2的理论容量高达894 mAh/g,被视为一种非常有前景的钠离子负极材料,但由于其电导率低、体积膨胀大、导致可逆容量低、循环稳定性差,限制了材料的实际应用。

河北大学王红强等人在 Nano-Micro Letters 期刊发表了题为「Reduced Graphene Oxide-Wrapped FeS2 Composite as Anode for High-Performance Sodium-Ion Batteries」的文章。

该工作制备了一种具有优异电化学性能的还原氧化石墨烯包裹FeS2复合材料(FeS2/rGO)。外层包裹的rGO可以提高FeS2的电导率、比表面积、和结构稳定性。得益于两者的复合效应,FeS2/rGO负极材料同时具备高比容量、高倍率性能、和优异循环稳定性:在100 mA/g和10 A/g条件下的初始放电容量分别高达1263.2和344 mAh/g。循环100个周期后,放电容量仍保持在609.5 mAh/g。

该方法为制造高性能金属硫化物/rGO复合材料提供了新思路,可将其应用于锂离子电池或钠离子电池。

图文导读

▶ 图1 a) 所制备的Fe3O4和Fe3O4/rGO前驱体的XRD图,b)Fe3O4的SEM图,Fe3O4/rGO的c) SEM图和d)TEM图。

▶ 图2 a) 制备的FeS2/rGO复合材料的XRD图,b,c) FeS2的SEM图像,FeS2/rGO复合材料的d) SEM图像,e),f) TEM图像,g),h) HRTEM图像和i) SAED图。

▶ 图3 a) FeS2FeS2/rGO复合材料的TG曲线(温度-重量曲线)和b) N2吸附—脱附曲线。

▶ 图4  FeS2和b)FeS2/rGO的CV曲线。

▶ 图5 a) FeS2/rGO的恒流充放电曲线,FeS2和FeS2/rGO复合物的b) 循环寿命和库仑效率,c) 倍率性能,以及d)奈奎斯特图。

▶ 图6 a) 新鲜制备的FeS2/rGO电极的SEM图,b) SEM图以及100次充放电循环后FeS2/rGO电极的c), d) TEM图。

文章信息

文章发表于 Nano-Micro Letters 期刊 2018 年第 10 卷第 2 期,详情请阅读全文,可免费下载。本文在期刊微信 (nanomicroletters)、微博 (纳微快报NML)、科学网博客、Facebook、Twitter等媒体推出,请多关注。以往微信推文可参看网站(http://nmsci.cn)

Cite as:Qinghong Wang, Can Guo, Yuxuan Zhu, Jiapeng He, Hongqiang Wang, Reduced Graphene Oxide-Wrapped FeSComposite as Anode for High-Performance Sodium-Ion Batteries. Nano-Micro Lett. (2018) 10: 30.

https://doi.org/10.1007/s40820-017-0183-z

关键词:FeS2,还原氧化石墨烯,包裹结构,负极材料,钠离子电池

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通讯作者简介

博士,教授,硕士生导师。曾在University of Wollongong攻读博士学位,师从Senior Prof. Zaiping Guo。2017年3月引进到河北大学化学与环境科学学院工作。已在Angew. Chem. Int. Ed., Nano Energy等期刊发表学术论文20余篇,是中国化学会会员。

Email:hqwanghbu@163.com

主要研究领域:新型储能材料和储能技术的研究,包括锂硫电池、锂离子电池、钠离子电池等。

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