硫化鈷復合負極材料的制備及儲鈉性能研究.pdf

1、由于具有較高的理論容量，硫化鈷被認為是一種比較有前景的鈉離子電池負極材料。然而，硫化鈷的導電性比較差并且其在充放電過程中的體積膨脹很大，所以硫化鈷作為鈉離子電池負極材料的倍率和循環(huán)性能不太理想，因此限制了它的實際應用。
　　本論文以改善硫化鈷的循環(huán)和倍率性能為目的，對硫化鈷進行了復合改性研究，分別采用石墨烯(rGO)和聚苯胺(PANI)兩種導電性和柔韌性都很好的材料對硫化鈷進行了復合改性，制備了CoS/rGO和Co3S4@PANI

2、兩種復合材料，并系統(tǒng)地研究了它們的電化學性能。論文的主要內(nèi)容如下：
　　采用一步水熱法成功制備了純的CoS和CoS/rGO復合材料，探討了石墨烯的加入對材料形貌和電化學性能的影響。結果表明，純的CoS納米粒子由于團聚嚴重而形成塊狀的微米粒子，而石墨烯的加入不僅阻止了CoS納米粒子的團聚而且形成了具有“三明治”結構的CoS/rGO復合材料。CoS納米粒子與高導電性石墨烯的緊密接觸既能夠提高電子和離子的傳輸又能增強復合材料的結構穩(wěn)定性

3、，從而提高材料的電化學性能。在0.05-2.0V的電壓范圍內(nèi)，100mA/g的電流密度下，CoS/rGO復合材料的首次放電比容量為567.3mAh/g，循環(huán)100周后的放電比容量還能達到230.8mAh/g，而純的CoS材料在循環(huán)了100周后放電比容量僅剩27.2mAh/g，遠低于CoS/rGO復合材料的容量。CoS/rGO復合材料在2000mA/g的大電流密度下，容量仍能達到132.9mAh/g，而純CoS則無明顯的容量保留。

4、　　采用水熱法合成了Co3S4納米管，然后用原位聚合法成功制備了Co3S4@PANI復合材料，并探討了聚苯胺的包覆對材料電化學性能的影響。結果顯示，在0.05-2.0V的電壓范圍內(nèi)，200mA/g的電流密度下，純的Co3S4材料的首次放電比容量高達815.3mAh/g，循環(huán)100周后放電比容量就只剩下58.2mAh/g。而在相同的電壓范圍和電流密度下，Co3S4@PANI復合材料的首次放電比容量為578.8mAh/g，循環(huán)100周后，容