双金属硫化物CuCo2S4的合成及其在锂硫电池中的应用

• 作者: 白哲 李睿健 侯文烁 李海军 王振华
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 纳米材料 吸附 合成 锂硫电池 双金属硫化物 尖晶石结构 中空
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 4282-4291
• 页数: 9页
• 分类号: O646.21
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200468

摘要

锂硫电池因较高的比能量近年来得到了广泛的关注，然而其发展需要克服中间产物的穿梭效应、硫的绝缘性和正极体积膨胀等诸多问题。为了有效抑制穿梭效应，采用普鲁士蓝类似物衍生的方法合成了一种尖晶石结构的双金属硫化物CuCo2S4，并将其用于锂硫电池正极。利用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等手段对合成的材料的晶体结构、形貌等性质进行分析，采用循环伏安法及恒流充放电对CuCo2S4-S复合正极的电化学性能进行测试。研究表明，CuCo2S4-S正极展现出优异的电化学性能，在0.2C倍率下首次放电容量为959mA·h·g-1，经过100个循环后容量保持在591mA·h·g-1。较高的放电比容量和良好的循环稳定性归因于CuCo2S4材料内部的中空结构可容纳活性物质硫，并起到物理限域作用；同时，极性CuCo2S4可有效地化学吸附多硫化物，抑制多硫化物的穿梭效应造成的容量损失。