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褐煤基多孔炭/coni2s4复合材料的制备及电容特性研究

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燃料化学学报 2021年第1期49卷 20-26页

作者：朱俊生丁晓波曹景沛张双全岳晓明胡光洲中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

以宝清褐煤为原料,使用KOH溶液萃取、活化后制得煤基多孔炭,并利用简单的水热法将褐煤基多孔碳与coni2s4复合,制备复合电容电极材料。考察了不同碳添加量对褐煤基多孔碳/coni2s4复合材料电化学性能的影响,结果表明,碳添加量过高或过低... 详细信息

以宝清褐煤为原料,使用KOH溶液萃取、活化后制得煤基多孔炭,并利用简单的水热法将褐煤基多孔碳与coni2s4复合,制备复合电容电极材料。考察了不同碳添加量对褐煤基多孔碳/coni2s4复合材料电化学性能的影响,结果表明,碳添加量过高或过低都不利于复合材料比电容的提升,而碳添加量为37%的褐煤基多孔碳/coni2s4复合材料具有较高的比电容和良好的循环性能,该复合电极在4 A/g电流密度下,比电容达到1318.2 F/g,在4000次充放电循环后电容保持率为80.9%。

关键词：褐煤多孔炭 coni2s4 超级电容器

高比容coni2s4/C复合材料的制备及其超级电容性能研究

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高比容CoNi2S4/C复合材料的制备及其超级电容性能研究

作者：丁晓波中国矿业大学

学位级别：硕士

作为一种超级电容器电极材料,钴镍二元金属硫化物(conis)由于具有比电容高、易制备等优点而备受关注。然而,纯conis电极材料导电性不好,并且在充放电过程中容易发生团聚,导致其性能下降。将conis与碳基材料复合制备conis/C材料,可以有... 详细信息

作为一种超级电容器电极材料,钴镍二元金属硫化物(conis)由于具有比电容高、易制备等优点而备受关注。然而,纯conis电极材料导电性不好,并且在充放电过程中容易发生团聚,导致其性能下降。将conis与碳基材料复合制备conis/C材料,可以有效抑制此现象的发生。本文以制备高比电容量的conis/C复合材料为出发点,利用不同碳基材料制备多种复合材料,并分析各复合材料在充放电过程中的作用与储能机制。使用两步水热法制备conis(T-conis),在4 A g电流密度下T-conis的比电容量为1011 F g。采用两步法将conis与碳纳米纤维复合制得的T-conis/CNFs-4复合材料具有1869.58 F g的比电容,在5000次的循环充放电后,电容保持率也高达85.09%。与活性炭组装混合型超级电容器能量密度为44.99 Wh kg。以褐煤为原料制备多孔炭(PC)、氮掺杂多孔炭(NPC)及KCO活化多孔炭(KPC)等褐煤基炭材料,并将conis分别与上述三种褐煤基炭材料复合,制备复合材料。其中:与多孔炭复合制备的T-conis/PC-6复合材料比电容量为1318.24 F g,5000次的循环后具有80.9%的保持率,组装混合型超级电容器的能量密度为39.99 Wh kg;与氮掺杂多孔炭复合所制备的T-conis/NPC-6复合材料达到了1534.24 F g的比电容量,与活性炭负极组装混合型超级电容器,能量密度为48.58 Wh kg,在5000次的循环后电容保持率为82.42%;与KCO活化多孔炭复合所制备T-conis/KPC-4复合材料的比电容量为1462.92 F g,5000次循环的保持率为87.2%,T-conis/KPC-4正极与活性炭负极组装混合型电容器装置,能量密度为45.59 Wh kg。为了进一步简化制备过程,采用一步水热法制备conis(O-conis),在4 A g电流密度下O-conis材料的比电容量为836.14 F g。在与碳纳米纤维复合后,该复合材料具有1053.29 F g的比电容量。组装混合型超级电容器的能量密度为39.50 Wh kg。与多孔炭复合的O-conis/PC-4复合材料的比电容量为1196.16 F g,混合型超级电容器的能量密度为39.12 Wh kg。与氮掺杂多孔炭复合后的O-conis/NPC-4比电容量为1153.48 F g,5000次的循环保持率为104.63%。混合型电容器的能量密度为39.61 Wh kg。与KCO活化多孔炭复合制备O-conis/KPC-4复合材料的比电容量为1234.83 F g,混合型超级电容器的能量密度高达40.36 Wh kg。本论文有图143幅,表12个,参考文献128篇。

关键词： coni2s4 碳基材料复合材料超级电容器电化学性能

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水热法制备coni2s4及其电容特性研究

水热法制备CoNi2S4及其电容特性研究

作者：韩晨晨中国矿业大学

学位级别：硕士

近些年来,超级电容器由于其高功率密度和长循环寿命等特点在储能方面得到了广泛应用,其中电极材料是决定超级电容器性能的重要因素,在多种电极材料中,钴镍硫化物由于其高理论比容量和优异的电化学活性等优点,被认为是具有较大应用潜能... 详细信息

近些年来,超级电容器由于其高功率密度和长循环寿命等特点在储能方面得到了广泛应用,其中电极材料是决定超级电容器性能的重要因素,在多种电极材料中,钴镍硫化物由于其高理论比容量和优异的电化学活性等优点,被认为是具有较大应用潜能的赝电容电极材料。本文通过两步水热法和一步水热法分别制备Co Nis电极材料,旨在得到电化学性能优异的电极材料。通过改变工艺条件,制备出形貌和电化学性能不同的Co Nis系列材料,利用物理表征和电化学分析手段确定合适的工艺参数,进而制备出电化学性能优异的Co Nis电极材料。在一步法水热法探究的工艺条件基础上将Co Nis与EG进行复合得到电化学性能更为优异的O-CNs/EG复合材料。以两步水热法为基础,在硫化钠作为硫化剂、沉淀剂添加量为1.6 g、一次水热温度和时间分别为135 C和6 h、硫化时间10 h的条件下制得表面似栗刺壳的Co Nis电极材料(T-CNs-st10)。该材料在4 A g时达到1940.2 F g的比电容量,在5000次的充放电后,比电容保持率达到初始值的74%。将其与活性炭分别作为正负极组装成平板式电容器,在功率密度为400 W kg时,能量密度达到46.4 Wh kg。在1 A g的电流密度下,器件的比电容量达到122.2 F g,在经历5000次的充放电后,装置保持56%的初始比电容量。采用一步水热法,通过改变硫化剂种类以及浓度、硫化温度和时间合成微观形貌和电化学性能有差异的Co Nis电极材料(O-CNs),利用物理表征和电化学分析确定了在165 C,使用8 mmol硫化钠硫化10 h得到晶体颗粒状的Co Nis电极材料具有优异的电化学性能。该材料在4 A g时具有1940.6 F g的优异比电容,5000次充放电之后比电容保持率达到80%,与AC组装的器件在1 A g时的比电容量为125.9 F g,经历5000次的充放电后装置的比电容保持率为68%,能量密度为50.2 Wh kg时对应的功率密度为433.1 W kg。在一步水热法工艺条件基础上合成的O-CNs/EG复合材料在4 A g的电流密度下,比电容量高达2121.5 F g,5000次的连续充放电后,电容保持率高达90%。复合材料与AC组装的电容器在1 A g时的比电容量为150.9 F g,在5000次的充放电后电容保持率为72%,装置在为400 W kg时能量密度高达59.7 Wh kg。本论文有图98幅,表6个,参考文献127篇。

关键词： coni2s4 复合材料超级电容器水热法

coni_2s_4 Microspheres Prepared by One-pot Hydrothermal Reaction as supercapacitor

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Chinese Journal of structural Chemistry 2019年第1期38卷 83-88,3页

作者： WU Yi-Wei HONG Zhong-Zhu ZHU Mei-Hua GUO Hong-Xu YING shao-Ming College of Chemistry & Environment Minnan Normal University Fujian Provincial Key Laboratory of Featured Materials in Biochemical Industry College of Chemistry and Materials Ningde Normal University

A microsphere discrete structure of coni_2s_4 was prepared through one-pot hydrothermal reaction and characterized by FTIR, XRD and sEM. The as-prepared coni_2s_4 served as a supercapacitor, showing a specific capacitance of 1129.5 F/g with over 99% coulombic efficiency at a current density of 4 A/g in 3 M KOH. And after 3000 cycles of charge and discharge tests, 92.3% of its initial capacitance can be still maintained. The results demonstrate that the material is promising as an electrode material for supercapacitors in energy storage.

关键词： microsphere discrete structure coni2s4 hydrothermal supercapacitor

基于钴镍ZIF-67复合电极的制备及其超电性能研究

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基于钴镍ZIF-67复合电极的制备及其超电性能研究

作者：陈丽娜黑龙江大学

学位级别：硕士

能源短缺危机赋予超级电容器重大使命。超级电容器有着高比电容等众多令人满意的特性在储能领域引起了人们的关注。研究具有优异比电容以及能量/功率密度的电极材料成为了当下热点。本文的主要工作是以钴镍ZIF-67材料为基础,制备了coni... 详细信息

能源短缺危机赋予超级电容器重大使命。超级电容器有着高比电容等众多令人满意的特性在储能领域引起了人们的关注。研究具有优异比电容以及能量/功率密度的电极材料成为了当下热点。本文的主要工作是以钴镍ZIF-67材料为基础,制备了coni se、coni O/g-CN、Co Nis作为超电电极材料。同时对三种材料进行性能测试。在此选择钴镍ZIF-67为前体,通过与一定比例的se粉混合,通过煅烧法制备了coni se。制备的coni se继承了前体的轮廓且具有中空的内部结构。本文研究了不同硒化比例对coni se材料性能的影响。适当的se粉比例不仅对coni se的形貌具有影响,而且对电化学性能具有显著作用。当的硒化比例为1:1时,coni se(1)材料有着1479.7 F g的高比电容(在1 A g时)。coni se(1)//AC AsC可提供35.79 Wh kg的能量密度。采用简单的水热法合成了装饰有花状g-CN(CN)纳米片的ZIF-67衍生的coni O立方体复合材料作为电极材料。研究发现Ni/Co-5%CN有着135.4 m g的BET比表面积。当CN添加量为5%时,Ni/Co-5%CN在1 A g下具有1701 F g的优异比电容。此外,在非对称条件下,Ni/Co-5%CN//AC ACs可以有51.38 Wh kg的较理想能量密度。在GCD测试5000次后,有着将近91.5%的电容保持率。说明Ni/Co-CN在构建低成本、安全和高性能的超级电容器方面具有巨大潜力。通过以钴镍ZIF-67为前体,加入适量硫代乙酰胺硫化制备了Co Nis中空多面体。作为超级电容器的电极材料,中空Co Nis立方体具有2450 F g的高比电容(在1 A g时)。此外,在基于Co Nis中空立方体的非对称超级电容器(AsC)体系中也进行了研究。其有着62.19 Wh kg的高能量密度,在多次循环测试中均能保持稳定。合成方法简便、电化学性能优良,表明它在超级电容器电极材料中具有一定的前景。

关键词：钴镍ZIF-67 g-C3N4 Co2Nise4 coni2s4 超级电容器

g-C3N4与钴硫化物复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

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g-C3N4与钴硫化物复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

作者：王诗佳郑州大学

学位级别：硕士

日益加剧的能源短缺与环境污染问题,使新能源的发展迫在眉睫,而储能技术是开发利用新能源的基础,常用的储能装置有锂离子电池、超级电容器、传统蓄电池等。其中,超级电容器作为储能技术领域的一项革命性发展,因其高功率密度和长循环寿... 详细信息

日益加剧的能源短缺与环境污染问题,使新能源的发展迫在眉睫,而储能技术是开发利用新能源的基础,常用的储能装置有锂离子电池、超级电容器、传统蓄电池等。其中,超级电容器作为储能技术领域的一项革命性发展,因其高功率密度和长循环寿命等优点而备受关注。而超级电容器的性能通常取决于所用电极材料,因此,目前关于超级电容器的研究主要集中在制备高性能电极材料方面。电极材料一般可分为双电层电容和赝电容两种电极材料。其中g-CN作为典型的二维层状半导体材料,有着良好的热稳定和化学稳定性,且对环境友好,无二次污染,多用于光催化方向,在储能领域的应用较少,需要对其进行改性以增强导电性并提高电容量。由于g-CN表面上充足的氮孔结构与金属离子之间能够产生强烈的化学吸引力,使金属离子能够均匀地结合到g-CN的表面上,因此可以通过引入赝电容电极材料过渡金属化合物来提升电容性能。而在过渡金属复合物中,三元钴硫化物有着出色的电化学性能。因此,本文采用两种方法改性g-CN。首先用一定比例的尿素和葡萄糖作为前驱体,采用一步双原位法制备了碳包覆的g-CN类管状复合材料;通过一步水热法在g-CN表面分别引入多种赝电容材料制备g-CN/金属钴硫化物,探究性能;使用一步水热法将类管状氮化碳与性能最优的三元化合物复合,制备类管状g-CN/钴硫化物,获得高比容量和长循环寿命的电极材料。具体研究内容如下:(1)葡萄糖改性g-CN复合材料的制备及性能表征。以尿素和葡萄糖为前驱体,采用一步双原位法制备了碳包覆的g-CN类管状复合材料,通过改变所加葡萄糖的量,制备了多种产物CN-X(X=50、100、200、300,X代表在6 g尿素中加入葡萄糖的毫克数)。利用sEM、XRD等表征其结构,发现CN-200形成比较规则的管状。将其作为电极材料,通过CV、GCD、EIs等电化学测试方法,研究了CN-X的电化学性能。发现管状CN-200作为电极材料的超级电容器比电容最高,在电流密度为1 A/g时,比电容最大为1094 F/g,是本体g-CN(794F/g)的1.4倍。但其循环稳定性较差,在20 A/g下充放电循环2000次,电容保持率仅为64.3%。(2)g-CN与硫化物复合材料的制备、条件探索及表征。首先通过一步水热法制备了g-CN/conis复合材料,依据正交实验法分别探索了g-CN的量、混合溶剂水与乙醇胺的比例以及反应时间对产物结构和性能的影响。发现当g-CN的量为30 mg,溶剂水和乙醇胺比例为1:1,反应时间为14 h时,所得g-CN/conis的比电容最大;然后在这一条件下,分别制备了g-CN/FeCos、g-CN/ZnCos、g-CN/CuCos和g-CN/CoMns复合材料。通过GCD测试其电容性能发现,g-CN/conis比电容最大,在1 A/g时,比电容高达2058 F/g,是g-CN的2.6倍;并在20 A/g充放电循环5000次后可保持72.2%的电容,有着良好的循环稳定性;将其与活性炭(AC)组成非对称超级电容器g-CN/conis//AC,其比电容为181 F/g,能量密度和功率密度最高可以达到71.9Wh/kg和6.9 kW/kg,并在充放电循环5000次后(10 A/g),比电容保持率为72.2%。(3)CN-200/conis电极材料的制备、结构表征和性能测试。采用与制备g-CN/conis相同的方法,制备了CN-200/conis复合材料,使用sEM、XRD、BET等手段表征其结构形貌,利用CV、GCD、EIs等电化学测试方法探究CN-200/conis的电化学性能。以CN-200/conis为电极材料的超级电容器在1 A/g下,比电容为1678 F/g,与g-CN/conis相比,电容较小;但电极材料的循环稳定性有大幅度提升,在20 A/g充放电循环5000次后比电容保持率为81%;此外,将CN-200/conis与活性炭(AC)组成非对称电容器CN-200/conis//AC,比电容为117.6 F/g,能量密度和功率密度最高可以达到45.6 Wh/kg和5.7 kW/kg,且在10 A/g下充放电循环5000次,比电容保持率为83%。

关键词： g-C3N4 葡萄糖 coni2s4 纳米管超级电容器

镍钴双金属硫化物材料的制备及超电容性能研究

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镍钴双金属硫化物材料的制备及超电容性能研究

作者：柳朋中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来,超级电容器由于具有工作寿命长、维护成本低、功率密度高以及可快速充放电等优异特性吸引众多研究学者们的关注。能量密度比较低是超级电容器不可忽视的缺点,而决定其电化学性能的主要因素便是电极材料,因此研究和制备性能卓越... 详细信息

近年来,超级电容器由于具有工作寿命长、维护成本低、功率密度高以及可快速充放电等优异特性吸引众多研究学者们的关注。能量密度比较低是超级电容器不可忽视的缺点,而决定其电化学性能的主要因素便是电极材料,因此研究和制备性能卓越的电极材料己经成为增强超级电容器电化学性能的关键。在众多电极材料中,双金属硫化物因为具有较高的导电性以及丰富的化学反应位点,而被认为是具有很大潜能的电极材料。本文主要以镍钴硫化物为研究对象,成功制备了不同形貌的Co Nis粉末、Co Nis/碳纤维布(CC)以及Co Nis@Ni s复合材料,并分别将它们用作电极材料,探索并提高电化学性能。主要的研究内容如下:(1)采用简单的一步水热法,通过改变硫源的浓度,合成了不同形貌的Co Nis电极材料,利用XRD、XPs、sEM、TEM等表征方法对所得产物的晶型、形貌和元素分布进行表征。对硫元素的加入量对材料的形貌及电化学性能的影响进行了探究。在1 A g的电流密度下,性能最佳的Co Nis电极材料拥有944F g高比电容,在10 A g时,比电容保留率为75.64%。经过5000次充放电测试后比电容仍然保留91.1%。(2)以碳纤维布为基底材料,分别通过水热法和溶剂热法直接在碳纤维布上生长Co Nis纳米颗粒,成功制备了Co Nis/CC电极材料。水热法制备的纳米颗粒细小且均匀连续的分布在碳布上,细小且分布均匀的颗粒可以提供更多的反应活性位点。在相同的条件下,水热法直接生长在碳布上的Co Nis纳米颗粒性能最好,在1A g时具有1165 F g的优异比电容,比纯粉末的Co Nis电极材料高27.2%。而充放电10000圈后的比电容还剩87.1%。它还具有出色的倍率性能(在10 A g时保留75.3%)。将材料组装成柔性非对称超级电容器Co Nis/CC//r-GO之后,在功率密度达到800 W kg时,能量密度为33.2 Wh kg。(3)通过电沉积法在Co Nis/CC材料表面电沉积一层Ni s颗粒,制备出Co Nis@Ni s复合材料。结果表明:Co Nis@Ni s拥有良好的电化学性能。在1A g时Co Nis@Ni s具有1433 F g的优异比电容,在10 A g时,其比电容仍保留1A g时的69.6%。组装成Co Nis@Ni s//r-GO非对称电极器件之后,该器件在电流密度为1 A g时,其比电容可达到103.43 F g。组装的装置在800 W kg时显示出最大能量密度为36.6 Wh kg。在电流密度为10 A g时进行10000次的充放电循环之后,该装置保持78.7%的初始比电容。将其组装成固态电极装置以后可点亮小灯泡。该论文有图28幅,表4个,参考文献99篇。

关键词：超级电容器 coni2s4 电化学性能比电容

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染料敏化太阳能电池电极材料研究

染料敏化太阳能电池电极材料研究

作者：侍智伟苏州大学

学位级别：硕士

当前,随着人类社会的快速发展,全球对能源的需求在急速增加。为了满足人类对能源的需求,找到生产成本比较低,环境友好型的能源生产方式已经越来越得到重视。自从1991年***?tzel教授成功研究出一种新的概念电池(染料敏化太阳能电池(Dye-s... 详细信息

当前,随着人类社会的快速发展,全球对能源的需求在急速增加。为了满足人类对能源的需求,找到生产成本比较低,环境友好型的能源生产方式已经越来越得到重视。自从1991年***?tzel教授成功研究出一种新的概念电池(染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar Cells,DssCs)),由于其低廉的制造成本、简单的生产工序、环境友好等特点,染料敏化太阳能电池已经引起了全世界科学家的研究兴趣。典型的染料敏化太阳能电池通常由附着染料分子的N型半导体氧化物、含I-和I3-的电解液、Pt对电极构成。目前广泛采用具有优异的氧化还原性能和导电性能的Pt作为对电极材料,然而Pt是一种非常稀有的金属,且价格昂贵,不利于DssCs大规模的商业化应用。因此寻找生产成本比较低,原材料丰富的对电极材料已经成为迫在眉睫的需求。另外,使用P型半导体氧化物代替Pt对电极作为正极材料,组成串联电池,这样可以进一步提高电池的开路电压(Voc),是一种理论上可以有效提高太阳能电池效率的方法。因此研究P型半导体氧化物薄膜在染料敏化太阳能电池中的应用有着重要的科学意义。我们发现NiCoO在DssCs中是一种价带位置合适,载流子迁移速率很快的P型半导体氧化物,因此本论文探究了不同形貌的NiCoO在DssCs中的性能。基于这个工作,本论文系统的探究了三元过渡金属硫化物NiCo2s4与conis在DssCs对电极上的应用,并且结合静电纺丝法进一步探究了C/conis复合材料在对电极上的应用。本论文主要包括以下几个部分:第一部分,简单介绍DssCs的发展概况、结构和工作原理,并论述了本论文的选题意义和主要研究内容。第二部分,通过水浴反应在透明导电基底FTO上原位生长出NiCoO纳米线与纳米片薄膜,通过二步法可以得到NiCoO纳米线交织在纳米片上的分层结构。测试发现,这种分层的NiCoO纳米片线结构极大的增加了比表面积,使得单位面积内染料吸附量增加,能够有效的提高电流密度。组装成DssCs测试结果表明其开路电压达到0.189 V,短路电流达到8.35 mA/cm2,光电转换效率达到0.785%,比使用传统的P型半导体氧化物Ni O作为工作电极的DssCs效率要高很多。第三部分,承接第二部分的工作,直接对NiCoO纳米片薄膜进行离子置换反应,得到NiCo2s4纳米片阵列,代替Pt作为P型NiCoO纳米片正极的对电极,发现P型染料敏化太阳能电池光电转换效率可以达到0.248%,高于同等条件下测试的Pt的效率(0.158%),这是由于其Ni和Co离子两种阳离子的存在,材料有着优异的催化性能。第四部分,直接在FTO上通过水热反应生长出conis纳米多孔颗粒膜,通过调控水热反应时间来改变颗粒膜的厚度,发现在90分钟的时候,conis作为对电极效率最高,达到4.61%,与同等条件下测试的Pt的效率(4.67%)相近。第五部分,探究了conis在碳纤维上生长后得到C/conis复合材料在对电极上的应用,C/conis对电极光电转换效率为4.46%,接近于同等条件下测试的Pt的效率(5.34%),效率上有一点差距,有待于进一步的优化提升。第六部分,本论文的工作总结。

关键词：染料敏化太阳能电池 P型 NiCo2O4 NiCo2s4 coni2s4 C/coni2s4 对电极

过渡金属（Ni,Co）化合物的结构设计及其在锂硫电池中的应用

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过渡金属（Ni,Co）化合物的结构设计及其在锂硫电池中的应用

作者：段金亮湘潭大学

学位级别：硕士

锂硫(Li-s)电池具有高能量密度(2600 Wh kg)和低的成本的优势,显示出巨大的高能储存应用的潜力。但是,它的实际应用仍然受到很多限制,主要源于硫的导电性差、多硫化物的“穿梭效应”、充放电过程中的体积膨胀三个问题。针对硫正极以上... 详细信息

锂硫(Li-s)电池具有高能量密度(2600 Wh kg)和低的成本的优势,显示出巨大的高能储存应用的潜力。但是,它的实际应用仍然受到很多限制,主要源于硫的导电性差、多硫化物的“穿梭效应”、充放电过程中的体积膨胀三个问题。针对硫正极以上的缺陷,本文主要从两方面改善锂硫电池正极材料的电化学性能:一、选用过渡金属类化合物作为硫的载体,利用过渡金属对多硫化物优越的吸附性能来缓解多硫化物溶解的问题,利用过渡金属化合物良好的导电率来改善硫电极的导电性问题;二、通过合理的结构设计有效缓解电极材料在循环过程中的体积膨胀和多硫化物扩散的问题。(1)通过直接沉淀法合成颗粒均匀的Co(OH)材料,经过磷化处理得到一种类珊瑚状的硫载体材料CoP。将其应用到锂硫正极中,通过对比硫电极分析了材料CoP对电池性能的影响。载体材料CoP拥有相互连接的结构能够物理限制多硫化物和缩短电子/离子传输的有效路径,并利用材料的极性来化学吸附多硫化物。结果表明,在0.1 C下,CoP@s电极材料有高的比容量826 mAh/g,经过500次循环后容量还保持有438 mAh/g,相比于纯硫电极,电极材料展示了好的循环性能。说明CoP材料对锂硫电池的“穿梭效应”有一定程度的抑制效果,才使得CoP@s复合材料的循环稳定性能明显改善。(2)针对CoP@s复合材料循环性能不够理想的问题,采用性能优异、吸附性能相对更好地NiCoP材料作为硫的载体。实验结果表明,NiCoP-s复合材料在0.1 C下,首次的放电比容量为815.3 mAh/g,200次循环后容量还保持有620mAh/g,且有100%左右的库伦效率。其分析表明,一方面,NiCoP独特的结构为硫的体积膨胀提供了缓冲空间,外部相互连接的片层可以限制多硫化物的扩散;另一方面,拥有高比表面积(1539.2 m/g)的NiCoP材料表面丰富的氧化层对多硫化物有强的吸附作用,相较于单金属磷化物来说,其循环稳定性明显提升。(3)用模板法、回流处理制备conis材料,将其运用到锂硫电池正极中,通过XPs表征发现,conis材料能与多硫化物产生强的键合作用,进而可以很好的抑制“穿梭效应”。而且,conis含有丰富的活性位点以及导电性,表现出很好的电化学性能。实验结果表明:conis/s复合材料在0.1 C的电流密度下充放电,首次的放电比容量高达1246.46 mAh/g,经过了300次循环依然有高的比容量642.42 mAh/g。

关键词：锂硫电池 NiCoP 穿梭效应吸附 coni2s4