纳米CoSe修饰氮掺杂多孔碳的可控制备及其锂硫电池多硫化物的催化转化效应

编号：NMJS08737

篇名：纳米CoSe修饰氮掺杂多孔碳的可控制备及其锂硫电池多硫化物的催化转化效应

作者：马晓涛 周娴娴 李瑜 刘晓晓 郭倩 段东红 刘世斌

关键词： 三电极体系 催化转化 电化学转化动力学 硒化钴 过电位

机构： 太原理工大学化学工程与技术学院

摘要： 锂硫电池中较差的循环稳定性和倍率性能是实现锂硫电池商业化的技术障碍,其主要原因之一是多硫化物在硫电极内的电化学转化速率较为缓慢。为此,我们以ZIF-9为前驱体,采用先碳化,再酸化刻蚀,最后硒化的方法合成了含少量催化剂的CoSe修饰氮掺杂多孔碳(CoSe/NC)电极材料,以期提高硫电极内多硫化物的电化学转化动力学性能,并通过流动液相三电极体系对该材料进行电化学动力学表征。结果显示,相较于对比材料,CoSe/NC能够加快多硫化物的氧化还原反应速率,在0.2 mA·cm-2电流密度下,多硫化物氧化还原反应在CoSe/NC电极上有最小的反应过电位;同时,在0.1 V过电位下,各氧化还原反应也有最大的响应电流。因此,将CoSe/NC作为硫宿主材料组装电池展现了优异的电化学性能:在1C(1C=1675 mA·g-1)下初始放电比容量为1068 mAh·g-1,经过500次循环后,可逆容量仍保持在693 mAh·g-1。另外,在3C的高电流密度下,放电比容量可高达819 mAh·g-1。