聚吡咯包覆MoS_(2)/生物质碳复合材料的制备及电化学储钠性能研究

摘要

为了解决二硫化钼(MoS_(2))作为钠离子电池负极材料容量衰减快、倍率性能差的问题,通过简单的一步水热法在木棉花瓣生物质碳(PC)骨架上原位生长MoS_(2),并在材料表面包覆一层聚吡咯(PPy),制备形成了PC/MoS_(2)@PPy复合材料。利用SEM、XRD、Raman与TG等表征技术分析了材料的形貌、结构以及成分,并通过组装半电池测试了其作为钠离子电池负极时的电化学性能。结果表明,层间距扩展至0.98 nm的MoS_(2)纳米片均匀地负载在层状网络结构的生物质碳骨架上,并采用PPy作为包覆层构建了PC/MoS_(2)@PPy三元夹心结构复合材料,这种层状夹心结构不仅提供了大量电化学反应活性位点,而且有效缓解了MoS_(2)在长循环过程中的体积变化,生物质碳骨架联合PPy构成的三维导电网络有效提升了电极材料的导电性,促进电化学反应动力学。因此,PC/MoS_(2)@PPy电极在0.1 A/g的电流密度下,首次放电容量高达652.9 mAh/g,循环100圈后比容量仍然保持在394 mAh/g,可逆容量保持率维持在91%。