在Co9S8中构建CoNC协调,嵌入N,S-编码碳纳米管作为超级电容器和Na-ion电池的先进电极
Henan Jia1, Pei Su1, Jiahang Fan1
1School of Materials Science and Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China; State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-ferrous Metals, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China.
Journal of colloid and interface science
|January 14, 2024
概括
这项研究引入了一种新的N,S-编碳纳米管结构,用封装的硫化物纳米粒子来增强能量存储. 该材料在离子电池和超级电容器中表现出卓越的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 过渡金属硫化物 (TMSs) /碳纳米复合材料对离子电池 (SIBs) 和超级电容器 (SCs) 是有前途的.
- 挑战包括TMS-碳粘附性差,纳米粒子聚合,以及由于高碳结晶性导致的缓慢离子传输.
- 这些问题阻碍了先进的储能系统的实际应用.
研究的目的:
- 为了合成一种新的黄结构材料,用于改进能量存储设备.
- 克服现有的TMS/碳复合材料的局限性,例如粘合力差和离子传输.
- 为了提高超级电容器和离子电池的稳定性和速率性能.
主要方法:
- 分散的空心Co9S8纳米颗粒的合成封装在N,S-编码的碳纳米管 (CS-NSCNT) 中,具有较差的结晶性.
- 使用CoNC债券来增强相互作用和调节电子结构.
- 超级电容器和离子电池的CS-NSCNT电极的制造和电化学测试.
主要成果:
- 超级电容器的 CS-NSCNT 电极在 1 A g-1 时达到 1150 F g-1 的高特异电容,具有出色的循环稳定性和速率性能.
- 对于离子电池,CS-NSCNT 阴极的初始可逆容量为 475 mAh g-1 在 0.1 A g-1 时,容量保留在 10 A g-1.1 时为 53%.
- 该材料提供了短的扩散路径,并在转化反应期间容纳体积膨胀.
结论:
- 合成的CS-NSCNT材料有效地解决了传统TMS/碳复合材料的局限性.
- 独特的结构和CoNC粘接显著提高了电化学性能和稳定性.
- 这项工作为开发高性能,持久的储能设备提供了有前途的战略,满足苛刻的应用要求.
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