硫化钴基锂离子电池负极材料电化学性能研究

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lidenglu1114
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随着社会的发展,化石能源枯竭的问题日益迫切,探索可持续再生能源和化学能量的储存、转换已经被人类广泛关注。其中在能量储存发展过程中锂离子电池的优点日益凸显并且成为学者研究的热点,同时寻找具有更高能量密度锂离子电池电极材料是现代研究中的关键。以CoCl2·6H2O和硫脲(CH4N2S)分别为钴源和硫源,采用溶剂热法制备负极材料CoS1.097。通过改变工艺参数和复合不同种类的碳源(碳纳米管CNTs和葡萄糖)对CoS1.097进行改性研究;以Co(NO32·6H2O和对苯二甲酸(C8H6O4)分别为钴源和有机配体来制备Co-MOFs前驱体,掺入硫粉和改变工艺参数制备Co9S8@C负极材料。通过X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱仪、场发射扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征硫化钴基负极材料的物相组成和微观形貌,电化学工作站和蓝电测试系统测试其电化学性能。通过溶剂热法,钴和硫摩尔配比为1:2.5、反应温度为180℃和反应时间为12h制备的纯相CoS1.097电化学性能最优;复合CNTs质量百分数为10 wt%时制备的CoS1.097/CNTs负极材料,在100 m A·g-1电流密度下,经过100圈的循环放电比容量稳定于140 mAh·g-1左右;复合葡萄糖浓度为0.05 M时制备出性能优良的Co1-xS/C负极材料,在100 m A·g-1电流密度下,循环到100圈后负极材料放电比容量稳定于175 mAh·g-1;当硝酸钴和对苯二甲酸的摩尔配比为1:3、煅烧温度为600℃和反应时间为2 h所制备的Co9S8@C负极材料具有最佳性能。在50 m A·g-1电流密度下,第10圈放电比容量高达1048.6 mAh?g-1,循环100次后容量衰减为1035.4mAh?g-1,容量保持率为98.74%。图63幅;表7个;参65篇。
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