【摘 要】
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锂离子电池（LIBs）是目前应用最广泛的化学电池,但锂的紧缺和使用过程中存在的燃烧等隐患一直限制了LIBs的发展。钠在地壳中资源丰富,其与锂相似的性质使钠离子电池（SIBs）成为LIBs的补充或替代。铝离子电池（AIBs）由于其低易燃性和三电子氧化还原特性而备受关注。硫属化合物电极材料因其较高的容量在LIBs/SIBs中被广泛研究,但由于在离子脱嵌过程中材料体积膨胀导致其循环性能较差。通常可以将硫
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锂离子电池（LIBs）是目前应用最广泛的化学电池,但锂的紧缺和使用过程中存在的燃烧等隐患一直限制了LIBs的发展。钠在地壳中资源丰富,其与锂相似的性质使钠离子电池（SIBs）成为LIBs的补充或替代。铝离子电池（AIBs）由于其低易燃性和三电子氧化还原特性而备受关注。硫属化合物电极材料因其较高的容量在LIBs/SIBs中被广泛研究,但由于在离子脱嵌过程中材料体积膨胀导致其循环性能较差。通常可以将硫属化合物与其他材料复合达到增强电子导电性,提高循环性能的目的。基于此,本论文主要研究硫属化合物复合材料作为金属离子电池的高性能电极,主要研究内容如下:（1）在自支撑电纺碳纤维上原位生长硫化钴空心多面体结构。得益于多孔结构和无粘结剂电极的优势,该材料作为LIBs和SIBs负极具有良好的电化学储能性能。在LIBs中,Co1-xS/MCF电极在循环180次具有较高的可逆容量(813 m A h g-1)。同时,Co1-xS/MCF电极具有良好的储钠能力,在0.1 A g-1下循环120圈具有433 m A h g-1的可逆容量。（2）通过静电纺丝和固相反应相结合的策略,将SexSy渗透到多通道碳纤维中,制备了自支撑AIBs正极。具有最佳Se/S比例的Se2.9S5.1@MCNF在0.5 A g-1下循环1000次具有217.7 m A h g-1的高容量,这得益于多通道纳米结构为离子扩散提供了一个连续的途径,缓解碳基体中Se2.9S5.1粒子的溶解。（3）利用机械混合的方法将高导电性的MXene和Se2.9S5.1复合制备了一种AIBs正极材料,Se2.9S5.1作为高容量活性物质能有效抑制MXene的层间堆叠,少层的MXene基底为离子提供快速的传输路径。Se2.9S5.1/MXene复合材料具有优良的AIBs性能,循环300圈后保持84 m A h g-1的比容量。
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