N,S-编码的3D碳保护纳米孔MNS具有创纪录的高离子存储性能,用于潜在的工业应用

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
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 硫化 (MnS) 阳极为离子电池 (SIB) 提供了高的理论容量.
• 然而,它们的实际应用受到复杂的扩散动力学和不良的机械稳定性所限制.
• 对于SIBs而言,现有的MnS阳极没有达到性能预期.

研究的目的:

• 开发一种简单,经济和可扩展的策略,以提高SIB的MnS阳极性能.
• 为了克服MnS阳极中的扩散和机械不稳定性的局限性.
• 为了创建一个3DN,S共碳层,以提高电化学性能.

主要方法:

• 采用商用MnCO3作为前体的两步化工艺.
• 将MnCO3转化为纳米孔的Mn2O3,然后转化为MnS.
• 在现场通过聚氨酸涂层和回火形成3DN,S共碳层.

主要成果:

• 由此产生的N,S共碳保护的MnS (NS-C@MnS-900) 阳极在0.1 A g-1.1下表现出845 mAh g-1的高特异容量.
• 它表现出了出色的循环性,在1300个循环后在10 A g-1.1下保留了≈493 mAh g-1.
• 该性能超过了以前报告的所有基于MnS的SIB阳极.

结论:

• 开发的3D N,S联合剂碳保护策略有效地提高了SIBs的MnS阳极性能.
• NS-C@MnS-900阳极表现出卓越的电化学性能,包括高容量,稳定性和速率能力.
• 可扩展和成本效益高的合成使得这种材料对工业SIB应用非常有吸引力.