NiS2/多孔碳纖維復(fù)合電極的制備及其儲(chǔ)鋰性能

編號(hào)：NMJS09060

篇名：NiS2/多孔碳纖維復(fù)合電極的制備及其儲(chǔ)鋰性能

作者：王金凱 王征宇 張佳樂 劉智 孟曉曼 王爭(zhēng)東 王紅康

關(guān)鍵詞： 碳納米纖維 NiS2 靜電紡絲 鋰離子電池負(fù)極 電化學(xué)性能

機(jī)構(gòu)： 西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院

摘要： 制備長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定、高容量的負(fù)極材料是鋰離子電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的前提之一。利用靜電紡絲技術(shù)和水熱硫化的方法制備了均勻分布的NiS2/碳納米纖維(NiS2/C)復(fù)合材料。作為鋰離子電池負(fù)極材料,NiS2/C電極的首次放電比容量為864.6 mAh/g,首次庫(kù)侖效率為62.7%。其中不可逆容量為322.9 mAh/g,不可逆容量主要由轉(zhuǎn)換反應(yīng)的部分不可逆及固態(tài)電解質(zhì)(SEI)膜的形成造成的。NiS2/C復(fù)合電極表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,200 mA/g下150次循環(huán)后容量仍然維持在519 mAh/g,容量保持率高達(dá)90.4%。此外,在2 A/g大電流密度下,NiS2/C電極的容量仍高于310 mAh/g表現(xiàn)出出色的倍率性能。借助XRD、SEM及TEM表征,分析發(fā)現(xiàn)包裹著NiS2納米顆粒的碳纖維,作為良好的導(dǎo)電介質(zhì),既可以提高NiS2的導(dǎo)電性,也可緩解NiS2脫嵌過程中的體積膨脹,使得NiS2/C電極仍能保持自身的空間結(jié)構(gòu),有助于提高電池循環(huán)性能;另一方面,碳纖維的多孔結(jié)構(gòu)為鋰離子提供了通道,縮短了鋰離子的傳輸路徑,提高了鋰離子輸運(yùn)速率,有利于電池倍率性能。