硫化锌/硫复合材料储钠性能研究

摘要

【目的】硫基材料是一类极具潜力的高容量、低成本储钠材料；然而，其实际比容量和循环性能还有待提高。通过硫复合策略实现硫化锌容量和循环性能的显著提升，并对其低温环境下电化学性能进行探究。【方法】采用简单熔融法制备硫化锌/硫（ZnS/x S,x=1,3,5,7）复合材料并对其储钠性能进行研究；以摩尔比1∶1制备得到的ZnS/1S展现出最优的倍率和循环性能。【结果】ZnS/1S在1 A·g^-1电流密度下实现406.5 mAh·g^-1的高容量及290次稳定循环。ZnS/1S在5和10 A·g^-1的高电流密度下分别循环690和1 000次，比容量仍可高达200和160 mAh·g^-1，甚至在-20℃的低温环境下，比容量也可高达200 mAh·g^-1。ZnS/1S//Na₃V₂（PO₄）₃全电池在0.5 A·g^-1电流密度下实现200 mAh·g^-1的高容量。ZnS/1S的优异电化学性能归因于ZnS和S的协同效应。本研究为硫基储钠材料的发展提供了新思路。

关键词

硫化锌 / 硫 / 储钠 / -20℃ / 高容量