NML研究文章 | 高倍率长循环钠离子电池负极材料:SnS2@CoS2–rGO复合纳米结构

Improved Electrochemical Performance Based on Nanostructured SnS2@CoS2–rGO Composite Anode for Sodium-Ion Batteries

Xia Wang, Xueying Li, Qiang Li, Hongsen Li, Jie Xu, Hong Wang, Guoxia Zhao, Lisha Lu, Xiaoyu Lin, Hongliang Li, Shandong Li

Nano-Micro Lett. (2018) 10:46

DOI:10.1007/s40820-018-0200-x


本文亮点

1   用简单的水热方法合成了花簇状SnS2@CoS2-rGO复合纳米结构

2    基于此复合纳米材料的钠离子电池负极具有优异的倍率性能和循环稳定性


内容简介

钠资源储量丰富、价格低廉、还原电势适当,钠离子电池(SIBs)越来越受到人们的关注。与锂离子电池(LIBs)相比,钠离子半径较大,反应动力学较低,使得SIBs的比容量、循环性能和倍率性能与LIBs之间存在一定差距。

金属硫化物具有优异的电化学性能,在SIBs负极材料方面具有应用潜力。例如,二维层状的SnS2具有较大的层间距,在充放电过程中为钠离子的嵌入-脱出提供了有效的空间;CoS2成本低且循环稳定性好。另一方面,金属硫化物的内在电导率较低,体积膨胀明显,导致其倍率性能和循环稳定性不佳。

青岛大学李山东和王霞等人用简便的水热合成组装了SnS2纳米片、CoS2纳米颗粒和rGO,制备了一种SnS2@CoS2-rGO花簇状小球

这种复合材料优势互补,提供了高电导率和充分的电子传输路径,作为钠电负极材料显示出优异的倍率和循环性能:电流密度200 mA/g下循环100周期,容量保持在514 mAh/g。


图文导读

1  SnS2@CoS2-rGO复合材料的形貌和结构表征

SnS2@CoS2-rGO复合物具有球形、花簇状形貌,由取向随机的SnS2纳米片组成,纳米片表面覆盖有大量均匀分布、尺寸~ 45nm的CoS2纳米颗粒。

2  SnS2@CoS2-rGO负极材料的电化学性能

电化学测试结果表明,电流密度200 mA/g下循环100周期,容量保持在514.0 mAh/g,库仑效率为99.5%,显著高于SnS2–rGO复合材料(340.5 mAh/g)和CoS2–rGO复合材料(180.5 mAh/g)。

SnS2@CoS2-rGO负极还具有优异的倍率性能,电流密度由200升至2000 mA/g时,放电容量略有下降。


作者简介

主要研究领域:

磁学磁性材料、微波材料与器件、生物芯片技术、新能源材料。

主页:

http://physics.qdu.edu.cn/info/1073/1734.htm

主要研究领域:

纳米材料在电化学能源储存与转换领域中基础应用研究。

主页:

http://physics.qdu.edu.cn/info/1073/3101.htm


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