钴掺杂FeS2的可控制备及储钠特性研究

摘要：

铁基硫化物作为典型的转化型负极材料,具有理论比容量高、无毒、资源丰富等优势,成为了钠离子电池潜在的负极材料之一.然而,该类材料的电子/离子输运性能较差,导致了储钠动力学特性有待改善,这也限制了其实际应用.基于此,本文以典型铁硫化物FeS2为例,提出阳离子掺杂的策略来调控其晶体结构,以期改善其电化学储钠特性.研究发现,通过在前驱体溶液中引入Co2+,实现了钴掺杂FeS2的可控合成.结构和组成表征发现,不同Co2+掺杂量会对FeS2的形貌产生影响,且掺杂后FeS2的(200)晶面间距增大.电化学性能测试表明,掺杂后样品具有更好的倍率性能和循环稳定性.优化样品在电流密度为1 A/g、2 A/g和4 A/g下,分别保持了264.3 mAh/g、224.9 mAh/g和193.4 mAh/g的可逆放电比容量.在1 A/g的电流密度下,循环450次后可保持229.8 mAh/g的放电比容量,容量保持率约为74.6％.储钠动力学分析表明,掺杂后样品显示出更高的Na+扩散效率,同时表现出赝电容占主导的储钠机制.该研究能够为新型钠离子电池负极材料的开发提供理论参考.

关键词：钠离子电池、掺杂、负极材料、二硫化铁、反应机理

所属期刊栏目：12

分类号：TM911.1

在线出版日期：2023-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3056-3063