锌/硫共掺杂硬碳材料的储钠性能研究

摘要

为了提升硬碳材料(HC)储钠容量、改善循环稳定性和倍率性能，采用高温热解法来实现不同杂原子(Zn、S及Zn/S共掺杂)对硬碳材料的掺杂。在高温碳化过程中，氯化锌、三聚硫氰酸热解生成ZnS颗粒不断刻蚀碳骨架，形成丰富的孔隙结构来增加活性位点；在Zn/S共掺杂时将热解温度调至1 050℃,经酸化处理得到H-Zn/S-HC-1050碳材料，并对材料的组成、微观结构进行表征和电化学性能测试。结果表明，H-Zn/S-HC-1050碳材料在50 mA/g电流密度下可逆放电比容量为276.26 mA·h/g,相较于原始的Zn/S-HC碳材料比容量239.26 mA·h/g提高了15.46%,同时在100 mA/g电流密度下进行100圈充放电循环后仍保持201.65 mA·h/g可逆比容量。改性后的H-Zn/S-HC-1050碳材料通过优化碳化程度、减少杂质附着，能充分发挥出Zn/S共掺杂的协同效应，为开发高性能硬碳材料提供了参考。

关键词

电池 / 硬碳材料 / 杂原子掺杂 / 改性策略 / 微观结构

基金资助

国家自然科学基金(22375056); 河北省自然科学基金(B2024208006); 河北省科学院科技计划项目(24703)