硫化鈷復(fù)合負(fù)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(rèn)為是一種比較有前景的鈉離子電池負(fù)極材料。然而，硫化鈷的導(dǎo)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(fù)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(yīng)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(jìn)行了復(fù)合改性研究，分別采用石墨烯(rGO)和聚苯胺(PANI)兩種導(dǎo)電性和柔韌性都很好的材料對硫化鈷進(jìn)行了復(fù)合改性，制備了CoS/rGO和Co3S4@PANI

2、兩種復(fù)合材料，并系統(tǒng)地研究了它們的電化學(xué)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(fù)合材料，探討了石墨烯的加入對材料形貌和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，純的CoS納米粒子由于團(tuán)聚嚴(yán)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(tuán)聚而且形成了具有“三明治”結(jié)構(gòu)的CoS/rGO復(fù)合材料。CoS納米粒子與高導(dǎo)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(fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

3、，從而提高材料的電化學(xué)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(fù)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(dá)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(yuǎn)低于CoS/rGO復(fù)合材料的容量。CoS/rGO復(fù)合材料在2000mA/g的大電流密度下，容量仍能達(dá)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(fù)合材料，并探討了聚苯胺的包覆對材料電化學(xué)性能的影響。結(jié)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(dá)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(fù)合材料的首次放電比容量為578.8mAh/g，循環(huán)100周后，容