张敏， 杨霞

发光分析与分子传感教育部重点实验室/西南大学 化学化工学院， 重庆 400715

Ni2P属于富金属磷化物， 其金属性较强， 反应电位较低， 是一种极具发展前景的锂离子负极材料和催化剂． 当Ni2P被用作锂离子电池负极材料时， 其嵌锂和脱锂机理为： Ni2P+3Li++3e-↔Li3P+2Ni， 在循环过程中， 由于金属—磷(M—P)键断裂， 其体积发生膨胀致使容量快速衰减[7]． 此外， Ni2P电导率较低， 不利于Li+和电子的运输， 从而导致其容量较低[8]． 可控合成具有特殊结构的纳米材料一方面可以缩短Li+扩散路径， 增加电极材料与电解液的接触面积； 另一方面， 其特殊结构可缓解体积膨胀的问题， 从而提高电极材料的循环性能． 例如， Ni2P纳米颗粒[9]、 Ni2P纳米片[10]等纳米材料已经应用于锂离子电池， 但是其性能仍有待改善． 同时， Ni2P与碳材料复合可以增加其电导率， 加快Li+和电子的运输速率从而改善其储锂性能．

本研究以空心的介孔碳球(HMCSs)为载体， 在其空腔内部及表面固载Ni(OH)2纳米片， 然后通过低温磷化过程， 合成具有核壳结构的Ni2P/C/Ni2P复合物． 其微观结构有以下优点： ① 具有大的比表面积， 当其用作电极材料时与电解液的接触面积增大， 有利于锂离子的运输； ② 其内部具有大的空腔， 能够缓解其体积膨胀； ③ 空心碳球能改善电极材料的导电性， 并且具有弹性， 可以缓解Ni2P颗粒在循环过程中的体积膨胀． 因此， 本研究设计了一种新型Ni2P/C/Ni2P核壳结构， 将其用作锂离子电池负极材料时， 在电流密度100 mA/g下， 循环200圈后， 其容量保持在465 mAh/g． 故本研究中Ni2P/C/Ni2P核壳结……