一种新型的负极材料助力高倍率及长寿命的锂/钠储存

TQ152; 在锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)中,设计同时适用的负极材料,使其具有高倍率性能和超长循环寿命是亟需解决的工作.本文采用静电纺丝技术和硫化工程技术成功制备了一种均匀分布在N,S-掺杂炭纳米纤维上的MoO2/MoS2异质结构(MoO2/MoS2@NSC).其中一维炭骨架作为导电框架可缩短Li+/Na+的扩散途径;炭纳米纤维中N/S杂原子的掺杂引入了丰富的活性位点,显著增强了离子扩散动力学.此外,在MoO2相中通过原位形成的MoS2纳米片强化了异质界面,MoO2和MoS2之间异质界面的构建使得Li+/Na+的快速传输成为实现高效储能的关键.因此,作为LIBs负极材料时,...

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Published in新型炭材料（中英文） Vol. 39; no. 2; pp. 308 - 320
Main Authors 张春晖, 张家源, 湛杰杨, 于健, 范林林, 杨安平, 刘红, 高广刚
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 济南大学材料科学与工程学院金属纳米团簇光/电催化与传感协同创新中心,山东济南 250022 2024
Subjects
高倍率性能
钠离子电池
Heterostructure
多酸衍生物
Lithium-ion storage
异质结构
锂离子电池
Polyoxometalate derivatives
High-rate performance
Sodium-ion storage
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Summary:TQ152; 在锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)中,设计同时适用的负极材料,使其具有高倍率性能和超长循环寿命是亟需解决的工作.本文采用静电纺丝技术和硫化工程技术成功制备了一种均匀分布在N,S-掺杂炭纳米纤维上的MoO2/MoS2异质结构(MoO2/MoS2@NSC).其中一维炭骨架作为导电框架可缩短Li+/Na+的扩散途径;炭纳米纤维中N/S杂原子的掺杂引入了丰富的活性位点,显著增强了离子扩散动力学.此外,在MoO2相中通过原位形成的MoS2纳米片强化了异质界面,MoO2和MoS2之间异质界面的构建使得Li+/Na+的快速传输成为实现高效储能的关键.因此,作为LIBs负极材料时,MoO2/MoS2@NSC电极在5.0 A g-1的电流密度下循环2 000圈后,仍具有640 mAh g-1的优异放电比容量,每圈的容量衰减率仅为0.002％;在10.0 A g-1的高电流密度下可达到614 mAh g-1的放电比容量.对于SIBs,在2.0Ag-1的电流密度下循环2 000圈后其可逆容量仍能达到242 mAh g-1.本工作采用一种新颖的界面调控策略来合理地设计负极材料,从而提高Li+/Na+储存动力学,实现超长寿命的循环性能.
ISSN:1872-5805
1872-5805
DOI:10.1016/S1872-5805(24)60845-0