氮掺杂纳米碳管包合铁半限域硫化制备新型锂离子电池负极材料（英文）
来源期刊：新型炭材料2018年第6期
论文作者：潘鑫 刘洋 王旭珍 赵宗彬 邱介山
文章页码：544 - 553
关键词：锂离子电池;碳纳米管;氮掺杂;限域;硫化;
摘 要：锂离子电池的性能高度依赖于负极材料的性能。由于商业石墨受限于较低的理论容量,开发新型炭材料和金属氧化物/硫化物引起越来越多的关注。黄铁矿（Fe S2）具有较大理论储锂容量(894 mAh g-1),而且环保价廉。为了提高黄铁矿的电导率,改善其充/放电过程中的体积变化,合成了纳米碳管限域黄铁矿复合材料（Fe S2/N-CNTs）。该材料基于填充有铁纳米线/棒的氮掺杂碳纳米管（Fe/N-CNTs）的独特结构,利用氮掺杂纳米碳管管壁上的缺陷,通过简易的硫化过程,实现了碳管内铁的原位限域硫化转化。所得Fe S2/N-CNTs复合物中黄铁矿以两种形态存在,一种是由半开放的氮掺杂碳纳米管包裹的Fe S2纳米线,另一种是Fe S2纳米颗粒从管腔扩散并附着在碳管外壁上。Fe S2/N-CNTs复合物作为锂离子电池的负极材料,表现出高放电容量(996 mAh g-1/0. 1 A g-1)和良好的倍率性能,且循环性能优良。
潘鑫1，刘洋2,3，王旭珍1,2，赵宗彬2，邱介山2
1. 大连理工大学化工与环境生命学部化学学院2. 大连理工大学炭素材料研究室暨辽宁省功能材料化工重点实验室化工与环境生命学部化工学院3. 济南大学材料科学与工程学院
摘 要：锂离子电池的性能高度依赖于负极材料的性能。由于商业石墨受限于较低的理论容量,开发新型炭材料和金属氧化物/硫化物引起越来越多的关注。黄铁矿（Fe S2）具有较大理论储锂容量(894 mAh g-1),而且环保价廉。为了提高黄铁矿的电导率,改善其充/放电过程中的体积变化,合成了纳米碳管限域黄铁矿复合材料（Fe S2/N-CNTs）。该材料基于填充有铁纳米线/棒的氮掺杂碳纳米管（Fe/N-CNTs）的独特结构,利用氮掺杂纳米碳管管壁上的缺陷,通过简易的硫化过程,实现了碳管内铁的原位限域硫化转化。所得Fe S2/N-CNTs复合物中黄铁矿以两种形态存在,一种是由半开放的氮掺杂碳纳米管包裹的Fe S2纳米线,另一种是Fe S2纳米颗粒从管腔扩散并附着在碳管外壁上。Fe S2/N-CNTs复合物作为锂离子电池的负极材料,表现出高放电容量(996 mAh g-1/0. 1 A g-1)和良好的倍率性能,且循环性能优良。
关键词：锂离子电池;碳纳米管;氮掺杂;限域;硫化;
