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《Nanoscale》刊发我中心在钠离子电池电极材料领域研究成果

发布时间:2020-03-20通讯员: 浏览次数:

近日,中心在英国皇家化学会高水平期刊《Nanoscale》上在线发表了题为“Cream rolls-inspired advanced MnS/C composite for sodium-ion batteries: Encapsulating MnS creams into hollow N, S co-doped carbon rolls”的研究成果。中心在读硕士研究生李高杰为第一作者,米立伟教授、陈卫华教授、陈孔耀博士为通讯作者,中原工学院为第一完成单位。

近年来,钠离子电池以能量密度高、工作电压合适和环境友好等优点,被认为是最有竞争力的电化学储能系统候选者之一。然而,由于较大的钠离子半径、较高的嵌钠势垒等不利因素,导致了钠离子电池电极材料储钠位点少、嵌钠动力学过程慢、结构稳定性差等问题,严重地阻碍了电极材料的开发进度。

针对硫化锰负极存在的电导率低、结构稳定性差等问题,该论文以天然生物质为前驱体,设计并制备了了一种奶油蛋卷状MnS/硫氮共掺杂碳管复合物(MnS/NSCTs)钠离子电池负极材料。这种MnS/NSCTs复合物作为钠离子电池的负极材料时表现出高可逆容量、良好的倍率性能和超长循环稳定性。在电流密度为100 mA g-1时,MnS/NSCTs复合物的可逆容量可达550.6 mA h g-1;在10000 mA g-1的高电流密度下,其可逆容量依然达到319.8 mA h g-1。此外,1000 mA g-1下循环1400周后,MnS/NSCTs复合物可逆容量仍然保持447.0 mA h g-1MnS/SNCTs复合物优异的电化学性能主要归功于其独特的交联奶油蛋卷状结构,这种结构缩短了钠离子的传输通道,减轻了充放电过程中的体积变化。此外,通过多种原位/非原位表征揭示了MnS转换反应型储钠机理。

 


该工作得到了国家自然科学基金、河南省科技厅、河南省教育厅等单位项目的支持。

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nr/d0nr00626b#!divAbstract

关闭 打印责任编辑:陈孔耀