硫掺杂碳包覆Fe_0.95S_1.05纳米球复合材料的储钠性能

摘要

铁硫化物因其较高的理论容量，被认为是一种很有前途的钠离子电池负极材料。然而，铁硫化物在充放电过程中存在较大的体积变化，导致其倍率性能和稳定性较差。本文通过简单的一步法策略，制备了一种具有三维簇状结构的硫掺杂碳包覆的Fe_0.95S_1.05纳米球(Fe_0.95S_1.05@SC)，并研究了其储钠性能。硫掺杂碳层可提高材料的导电率，缓解Fe_0.95S_1.05纳米球在反应过程中产生的体积膨胀，故提升了材料的稳定性。Fe_0.95S_1.05@SC的相互贯通的簇状结构，为电子和离子的传输提供了通道，使材料具备优异的倍率性能。在半电池体系中，Fe_0.95S_1.05@SC在0.1A·g^-1下循环100圈后，保留614.7 m Ah·g^-1的高比容量，10 A·g^-1下比容量仍可以达到235.7 m Ah·g^-1。在全电池体系中，在0.1和10 A·g^-1时，Fe_0.95S_1.05@SC的可逆容量分别为482.8和288.3 m Ah·g^-1。该材料具有良好电化学性能，在钠离子电池中具有广阔的应用前景。

关键词

钠离子电池 / 负极 / 硫掺杂碳 / Fe_0.95S_1.05@SC电极