Ni3S2纳米片的原位制备及储锂性能研究
2018-02-13岳红伟陈淑君魏成宇
许昌学院学报 2018年12期
岳红伟,陈淑君,魏成宇
(1.许昌学院 新材料与能源学院,河南 许昌 461000; 2.许昌学院 化学化工学院,河南 许昌 461000)
锂离子电池具有能量密度大、使用寿命长和易维护等特点,应用非常广泛[1, 2].电动汽车和可再生能源发电亟需高容量、大功率性能的锂离子电池.电池性能关键在于电极材料的选择、形貌和结构设计[3].目前商用锂离子电池的负极材料主要是石墨,具有导电率高、成本低等优点,但储锂的理论比容量仅为372 mAh/g,且倍率性能差,无法满足实际需要[4].
金属硫化物具有氧化还原可逆性出色、硫资源丰富、电化学性能优异等特点.硫化镍(Ni3S2)理论比容量高(472 mAh/g)、成本低、易合成、无毒,但是充放电过程中较大的体积形变易使其粉碎,从集流体上脱落,使电极的循环稳定性变差,影响电极的大电流充放电循环.纳米材料具有更强的机械性能,可适应更大的形变应力;同时还具有短的锂离子扩散距离和大的电极材料/电解液接触面积[5].本论文采用原位生长法,以泡沫镍为基底来制备Ni3S2纳米片,Ni3S2纳米片具有三维互联结构,可以增大电解液与电极片的接触面积,增加化学反应位点,有利于电解液浸润电极材料,利于锂离子的快速传输迁移,从而获得优异的电化学性能.
1 实验部分
1.1 Ni3S2纳米结构的生长
用分析天平称量Na2S2O3(0.2 mmol, 48 mg)和Na2SO4(1 mmol, 142 mg),溶于35 mL去离子水中,磁力搅拌至药品完全溶解,然后将溶液转移到高压反应釜中,将处理好的泡沫镍小片垂直浸入混合溶液中.密封后的反应釜置入150 ℃恒温……
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