MoS2与PCNFs复合提升锂电池性能

近期,中科大俞书宏教授表示,可以将MoS2(二硫化钼)与PCNFs(多孔碳纳米纤维)材料进行复合,并制为负极材料,进而能提升锂电池性能。

二硫化钼图片

据有关人员透露,俞书宏团队是通过静电纺丝和水热法制备了具有分层结构的PCNF@MoS2纤维,需要注意的是,MoS2纳米片垂直组装在PCNFs表面。具体复合步骤如下:第一,电纺聚丙烯腈(PAN)和富氮ZIF-8 NPs(ZIFs)制备了高纵横比的纳米纤维(ES-PAN@ZIFs);第二,ES-PAN@ZIF纤维在Ar气氛中高温热处理,得到N掺杂PCNFs;第三,在水热过程中薄MoS2纳米片均匀地组装在PCNFs表面得到(PCNF@MoS2)。

锂电池图片

复合过程中的特点:1、MoS2完全包覆在纳米纤维表面,复合材料直径从500~700nm增加到600~700nm;2、当加入少量(NH4)6Mo7O24.4H2O,在PCNFs上生成少数的小纳米片,当前驱体含量达0.33g时,将生成更多的纳米片,此时PCNF@MoS2的形貌最佳;3、当前驱体含量达0.67g时,MoS2纳米板将组装成花状球体,包覆纤维;4、通过控制PCNFs与原料的配比,MoS2板的密度可任意调整。

为了进一步验证PCNF@MoS2的组成,研究人员将其进行了拉曼测试。实验表明,MoS2晶体的厚度减小,以及PCNF@MoS2具有较高的导电性能和较小的BET表面积和总孔隙体积。

由于所制备的PCNF@MoS2材料有独特的结构和成分,所以能用来制备一种优异的电极材料,从而提高电池容量和循环性能。PCNF@MoS2在电流密度为1000mAg-1时经450次循环后容量为1116.2 mA hg-1,在电流密度为500mAg-1时经500次循环后容量为1304.3 mA h g-1。

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