MoS2薄膜负极材料的制备及其电化学行为

采用射频磁控溅射技术,以MoS2为溅射靶材,在不同溅射功率下制备了系列MoS2薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对薄膜进行表征,探讨循环过程中薄膜结构与形貌变化及其对电池循环性能的影响。结果表明,所制备的薄膜为富S的MoS2非晶态薄膜;SEM分析表明薄膜中S与Mo元素分布均匀,不存在偏聚现象;XPS分析表明所制备的薄膜中存在单质S相,单质S相在整体薄膜中含量大体占14%(原子分数)左右。在初始充放电循环过程中,这些均匀分布的单质S和Li^+反应生成多硫化锂,产生不可逆损耗,从而原位形成分布均匀的多孔结构,可有效缓解薄膜后续循环过程中的体膨胀,同时增加活性材料比表面积,有利于改善薄膜比容量及循环稳定性。当靶功率为100 W时,薄膜电极循环20圈,放电比容量为429.8 mAh/g,经300圈循环,放电比容量仍可保持在420.4 mAh/g,表现出优异的循环稳定性。

固态薄膜电池研究进展

目前,固态薄膜电池的研究主要集中在低阻抗电极/电解质界面的构建和高离子电导率固体电解质的开发。介绍了固态薄膜电池的结构设计和离子传输机理,在此基础上讨论了负极膜、正极膜和固体电解质膜的研究进展,最后总结了电极/电解质界面问题及其改进策略。

作为钠硫电池正极的碳约束NiS2纳米结构中钠离子的储运特性

用电弧蒸发法和固相硫化法制备核壳结构的碳约束NiS2纳米材料(NiS2@C)。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和Raman等手段对其表征的结果表明,外部碳层有较多的缺陷,厚度为4 nm,NiS2的粒径为28 nm。作为Na-S电池正极材料的电化学性能:在电流密度为100 mA·g-1条件下NiS2@C正极材料4次循环后库伦效率保持在90%以上,循环500次后仍有106.8 mAh·g-1的可逆比容量,具有较高的循环稳定性。电化学阻抗分析结果表明,NiS2@C外部碳层的良好电子导电性和优异的结构稳定性加快了电极反应并维持着界面离子迁移的动力学平衡。