【摘 要】
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硫化锌因具有理论比容量(572 mAh g-1)高,反应可逆性好及易于制备等优点,在钠离子电池领域受到广泛关注。然而,由于充放电过程中体积变化大,导电性差,限制了其储钠性能。目前将结构设计与材料复合相结合被认为是解决这些问题的一种潜在策略。本文通过一步水热法在中空硫化锌纳米棒表面合成二硫化钼/氮掺杂碳（MoS2-NC）纳米片,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等多项表征分析其生长机
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硫化锌因具有理论比容量(572 mAh g-1)高,反应可逆性好及易于制备等优点,在钠离子电池领域受到广泛关注。然而,由于充放电过程中体积变化大,导电性差,限制了其储钠性能。目前将结构设计与材料复合相结合被认为是解决这些问题的一种潜在策略。本文通过一步水热法在中空硫化锌纳米棒表面合成二硫化钼/氮掺杂碳（MoS2-NC）纳米片,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等多项表征分析其生长机理和微观组成结构特点,结合电化学性能测试结果,探究其关联性;并通过循环伏安测试（CV）、恒电流间歇滴定（GITT）和全电池性能测试,分析其储钠过程和应用潜力。实验结果表明:通过以中空硫化锌纳米棒为生长载体,以羧甲基壳聚糖为氮源、碳源和两性电解质,在水热过程中羧甲基壳聚糖的碳化过程与二硫化钼的合成会相互作用形成独特的纳米片结构并包裹在中空硫化锌纳米棒表面。由于分级结构和异质界面的存在,相较于ZnS、MoS2-NC纳米片,ZnS@MoS2-NC复合材料具有更好的循环稳定性和倍率性能。作为钠离子电池负极材料时,在0.1 A g-1的电流密度下,具有478 m Ah g-1的高比容量,在5 A g-1的大电流密度下,也具有219 m Ah g-1的比容量。通过GITT测试计算,表明ZnS@MoS2-NC复合材料的扩散系数更高且变化更小,从而显示出优异的电化学性能。此外,将预钠化处理的ZnS@MoS2-NC和NVP/C组装成全电池,在0.5 A g-1下循环100圈,具有108 m Ah g-1的比容量,容量几乎没有衰减,具有很强的循环稳定性,表明了其作为钠离子全电池负极的实际应用潜力。
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