交联状CoS_(2)/NC-CNTs网络作为高性能负极在锂离子电池中的应用

• 作者: 孔令俊 刘莹莹 黄辉 刘明 许伟 李柏延 卜显和
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 工学
• 关键词: 锂离子电池 理论容量 充放电过程 电化学储锂 二硫化钴 倍率性能 三维网络结构 体积膨胀
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 820-829
• 页数: 10页
• 分类号: TM9

摘要

二硫化钴(CoS_(2))因具有较高的理论容量(870 mA h g^(-1)),被认为是一种很有前途的锂离子电池负极材料.然而,其在充放电过程中会发生体积变化和电导率极化,严重阻碍了其实际应用.针对上述问题,在本文中,我们设计制备了一种具有三维网络结构的CoS_(2)/氮掺杂碳/碳纳米管(CoS_(2)/NC-CNTs-700)复合材料来改善CoS_(2)的电化学储锂性能.小尺寸的CoS_(2)纳米粒子镶嵌在氮掺杂碳中,并均匀地分散在碳纳米管表面.氮掺杂碳可以有效地抑制CoS_(2)纳米粒子的体积膨胀,同时碳纳米管构建的三维导电网络提供了足够的电子/质量传输距离.得益于此,CoS_(2)/NC-CNTs-700作为锂离子电池负极展现出较高的稳定性(0.2 A g^(-1)下100次循环后,剩余比容量为719 mA h g^(-1))和优异的倍率性能(5.0 A g^(-1)大倍率下,容量依然高达335 mA h g^(-1)).这项工作不仅拓展了CoS_(2)基材料新的设计思路,也推动了新型电池负极材料的研究和发展.