聚多巴胺碳壳包覆花苞状四硫化钒亚微球复合电极材料的储钠性能研究
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VS4具有一维链状结构,作为金属多硫化物,与普通硫化物相比,具有较高的比容量、平稳的电压平台以及低的电极极化等优势。然而,作为转换机制电极材料,其较大的体积变化引起材料粉化和聚硫离子溶解。因此,设计特殊结构的VS4或引入保护层,有望解决上述科学问题。
本项目拟采用简单的溶剂热法制备具有分级结构的花苞状VS4亚微球,然后采用多巴胺作为有机碳源,对其进行表面包覆,获得聚多巴胺包覆的VS4复合电极材料。采用XRD、TEM、SEM等技术对其结构和形貌进行表征。实验结果表明,我们成功地获得了尺寸大约为800 nm的由片组装而成的花苞状VS4亚微米球。将聚多巴胺包覆的VS4复合电极材料以及单独纯相的VS4作为钠离子电池负极材料,测试其电化学性能。实验结果显示,具有分级结构的VS4亚微米球和聚多巴胺包覆的VS4复合电极材料都显示出优异的储钠性能,其中聚多巴胺包覆的VS4复合电极材料储钠性能更优异,在0.5 A g-1的电流密度下,循环120圈,其可逆比容量仍然高达750 mAh g-1。此外,该复合电极材料还展现出优异的倍率性能。其优异的储钠性能主要取决于分级结构VS4亚微米球和聚多巴胺碳层的协同作用。