锂离子电池用高性能负极：交联状CoS2/NC-CNTs网络

来源：中国科学材料

二硫化钴(CoS2)因具有较高的理论容量(870 mA h g−1)，被认为是一种很有前途的锂离子电池负极材料。然而，其在充放电过程中会发生体积变化和电导率极化，严重阻碍了其实际应用。

针对上述问题，近日，南开大学卜显和教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，设计制备了一种具有三维网络结构的CoS2/氮掺杂碳/碳纳米管(CoS2/NC-CNTs-700)复合材料来改善CoS2的电化学储锂性能。小尺寸的CoS2纳米粒子镶嵌在氮掺杂碳中，并均匀地分散在碳纳米管表面。氮掺杂碳可以有效地抑制CoS2纳米粒子的体积膨胀，同时碳纳米管构建的三维导电网络提供了足够的电子/质量传输距离。

图1 CoS2/NC-CNTs网络的合成示意图。

得益于此，CoS2/NC-CNTs-700作为锂离子电池负极展现出较高的稳定性(0.2 A g−1下100次循环后，剩余比容量为719 mA h g−1)和优异的倍率性能(5.0 A g−1大倍率下，容量依然高达335 mA h g−1)。

图2 CoS2/NC-CNTs-700电极的电化学性能。

这项工作不仅拓展了CoS2基材料新的设计思路，也推动了新型电池负极材料的研究和发展。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1477-0。