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氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法

摘要

本发明公开了一种以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法,通过二氧化硅SBA‑15的初湿法合成有序介孔碳CMK‑3,并用含氮前体处理以获得N‑MWCNTS,即氮掺杂多壁碳纳米管;在搅拌状态下将100mg聚苯乙烯磺酸(pss)溶解在50mL氯化钠溶液(1M)分散体中,保持30分钟;在步骤2)得到的混合物中加入100mg N‑MWCNTS,将所得溶液强烈超声处理30分钟,之后搅拌两小时;通过离心法收集合成产物,用乙醇洗涤多次并在真空烘箱中干燥,表示为SnS 2@N‑MWCNTS,即得到以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成的二硫化锡纳米片。本发明不仅有效保持了氮掺杂多壁碳纳米管的介孔特征,而且增强了二硫化锡与有序碳材料之间的协同作用,从而增强循环容量的保持能力。

著录项

  • 公开/公告号CN112952086A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-11

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 海宏(唐河)新能源科技有限公司;

    申请/专利号CN202011217296.4

  • 发明设计人 徐亚峰;孙志鹏;徐海奇;

    申请日2020-11-04

  • 分类号H01M4/58(20100101);H01M4/62(20060101);H01M10/0525(20100101);B82Y30/00(20110101);B82Y40/00(20110101);

  • 代理机构43207 长沙智德知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人段芳萼

  • 地址 473000 河南省南阳市唐河县产业集聚区伏牛路东段

  • 入库时间 2023-06-19 11:21:00

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域,具体涉及一种以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法。

背景技术

锂离子电池(LIB)正在为现代生活带来巨大变化,并且由于其高能量密度和长循环寿命而被广泛用于便携式电子设备中。然而,锂离子电池的性能还远远不能满足大规模增长的电动汽车市场的需求。商业石墨作为正极材料具有372mA h g-1的低理论容量,这限制了商业石墨在高能量密度锂离子电池的开发中的大规模实施。因此,研究人员已经进行了大量努力以寻找具有高比容量和功率密度的正极材料替代品。

在可用的正极材料中,二硫化锡是一种极具吸引力的正极材料,因为它具有独特的晶体学特征,可提供许多活跃的锂离子中心。但是,它的实际应用存在几个问题。例如,伴随着充电 - 放电过程中电极活动的崩溃,二硫化锡将经历大的体积变化,这会导致容量迅速衰减且循环稳定性较差。此外,二硫化锡本身导电率较低,也限制了其优越的倍率性能[8]。储锂的性质与材料的体积变化,离子传输和导电性有关。到目前为止,科研人员已经投入了相当大的努力来提高循环稳定性和倍率性能。

多孔或其他特殊纳米结构的设计是缩短锂离子通道长度和减少反应中体积变化的有效方法。为了更有效地储存能量,另一种方法是将二硫化锡与诸如碳纳米管和石墨烯的电子导电剂结合,以提高材料的导电性。石墨基材料因其低成本,长循环寿命等优点已广泛应用于大多数锂离子电池中。目前有利用水热法合成二硫化锡 /石墨气凝胶材料,在经过30个循环后,保持656mA h g-1(50mA g-1)的容量。尽管循环寿命较长,但这些材料无法满足具有高性能的下一代锂离子电池的需求。

发明内容

为解决上述缺陷,本发明的目的是提供一种以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法,不仅有效保持了氮掺杂多壁碳纳米管的介孔特征,而且增强了二硫化锡与有序碳材料之间的协同作用,二硫化锡的负载增加了材料的分层结构的面积,层状结构的较大比表面积有利于锂离子的储存,并且薄片之间的间隙可以减慢充电和放电期间的体积变化,从而增强循环容量的保持能力。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种以为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法,其特征在于包括以下步骤:

1)通过二氧化硅SBA-15的初湿法合成有序介孔碳CMK-3,并用含氮前体处理以获得N-MWCNTS,即氮掺杂多壁碳纳米管;

2)在搅拌状态下将100mg聚苯乙烯磺酸(pss)溶解在50mL氯化钠溶液(1M)分散体中,保持30分钟;

3)在步骤2)得到的混合物中加入100mg N-MWCNTS(氮掺杂多壁碳纳米管),将所得溶液强烈超声处理30分钟,之后搅拌两小时;

4)用蒸馏水和乙醇多次洗涤步骤3)中得到溶液后,通过离心法收集沉淀物,最后将沉淀物在60℃下干燥8小时以获得pss-N-MWCNTS。

5)将0.4g四氯化锡SnCl 4·5H 2 O和0.3g硫代乙酰胺超声溶解在含有25ml乙醇和10ml蒸馏水的玻璃烧杯中,混合30分钟后加入步骤4)中得到的pss-N-MWCNTS 40mg;

6)在80℃下通过磁力搅拌步骤5)中得到的混合物4小时,每2小时加入25ml乙醇;

7)通过离心法收集合成产物,用乙醇洗涤多次并在真空烘箱中干燥,表示为SnS 2@N-MWCNTS,即得到以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成的二硫化锡纳米片。

进一步地,步骤7)中得到的SnS2@ N-MWCNTS在氩气条件和温度500℃下煅烧2小时,加热速率为3°C /min。

为了比较,将使用0.8g四氯化锡(SnCl 4·5H 2 O)和0.6g硫代乙酰胺通过上述方法制备的样品表示为L-SnS 2 N-MWCNTS。为了获得具有更高结晶度的二硫化锡,将干燥的样品在氩气条件下在500℃下煅烧2小时。加热速率为3°C min-1。同时,在相同条件下不将N-MWCNTS加入到SnS2 NSs的制备中。

本发明采用的热浴方法,用于在N-MWCNTS骨架上合成垂直二维自支撑二硫化锡纳米片,其中SnS2 NSs可以使循环过程中的体积变化最小化,并为调节锂离子提供更多活跃的中心[17]。 N-MWCNTS可以提高复合材料的导电性,阻碍活性物质的聚集[18]。作为锂离子电池的阳极材料,SnS2@N-MWCNTS复合材料受益于SnS2NSs和N-MWCNTS之间的协同效应,表现出优选的锂储存容量,更好的循环性能和良好的倍率性能。

氮掺杂多壁碳纳米管(N-MWCNTS)具有孔道有序,大表面积和高导电性的特点。这些特征表明,N-MWCNTS是高性能过渡金属硫化物纳米结构的有价值的导电和支撑材料[16]。近期,大量研究表明,N-MWCNTS是一种优良的导电基底,可以涂覆其他活性物质,从而在通道中形成纳米颗粒的结构。不幸的是,在N-MWCNTS的通道充满客体活性物质后,复合材料的孔径将在一定程度上显著降低。同时,复合材料的比表面积也将减小。这表明锂离子储存的活性中心明显减少,电解质和锂离子更难进入内部并与内部活性物质发生反应,导致锂离子的容量降低。总之,二硫化锡纳米粒子在N-MWCNTS上的生长是更好的选择。

附图说明

下面结合附图及实施例,对本发明的技术特征做进一步描述。

图1是本发明的工艺流程示意图;

图2是本发明中二硫化锡和实施例二得到的L-SnS2@N-MWCNTS的XRD图谱比较图;

图3是本发明中N-MWCNTS(a-b)和实施例二得到的L-SnS2@N-MWCNTS(c-f)的SEM图像比较;

图4是本发明中实施例二得到的L-SnS2@N-MWCNTS(a-e)的TEM图像和(f)相应的SAED图案;

图5是本发明中氮气吸附-脱附曲线(a)和(b)L-SnS2@N-MWCNTS的相应孔宽分布;

图6是实施例二中得到的L-SnS2@N-MWCNTS的X射线光电发射光谱:(a)C1s光谱;(b)N1s光谱;(c)Sn3d光谱;(d)S2p光谱;

图7是L-SnS2@N-MWCNTS、S-SnS2@N-MWCNTS和SnS2的TGA曲线比较图;

图8中的(a)为扫描速率为0.5mV s-1时L-SnS2@N-MWCNTS电极的循环伏安图;(b)为在各种电流密度下SnS2,S-SnS2@N-MWCNTS和L-SnS2@N-MWCNTS电极的充电/放电性能;(c)为N-MWCNTS,SnS2,S-SnS2@N-MWCNTS和L-SnS2@N-MWCNTS电极在200mA g-1的电流密度下的循环性能;(d)为在100kHz-0.01Hz的频率范围内施加幅度为5.0mV的正弦波时,N-MWCNTS,SnS2和L-SnS2@N-MWCNTS电极的奈奎斯特图;

图9是L-SnS2@N-MWCNTS结构中锂+离子和电子的传输路径示意图。

具体实施方式

附图1是本发明的工艺流程示意图,公开了SnS2@N-MWCNTS复合材料的合成方法,在典型过程中,加入聚苯乙烯磺酸(pss)作为表面活性剂,以实现N-MWCNTS在乙醇溶液中的显着扩散。当SnCl4•5H2O与pss-N-MWCNTS /乙醇/水分散体混合时,Sn

对上述复合材料进行特征描述,通过XRD测量SnS2和L-SnS2@N-MWCNTS样品的晶体结构和相纯度,通过扫描电子显微镜(FESEM,JEOL JSM-6700F)和透射电子显微镜(TEM,JEM-2001)检查形态和结构,通过N2吸附 - 解吸BET比表面积测试(BET,ASAP 2020M)仪器使用氮吸附记录样品的比表面积,通过热重分析(TGA,SDT 2960)测量复合物中二硫化锡的含量,并且在空气中加热速率为10℃min -1。

对上述复合材料进行电化学测量,通过使用CR2032硬币型电池,1MLiPF6(EC:DEC:DMC=1:1:1(体积))作为电解质来评价二硫化锡电极的电化学性能。金属锂片用作反电极和参比电极。通过将80wt%活性材料与10wt%乙炔黑和10wt%聚偏二氟乙烯(PVDF)与几滴N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合来制备电池工作电极。然后将混合物均匀地涂覆到铜箔上并在100℃下真空干燥12小时[19]。将电池组装在充满氩气的手套箱中,水分和氧气含量小于0.1ppm。使用电池测试系统(LANDCT2001A)在0.01和3V之间进行电化学测试。在扫描速度为0.5mVs-1和电压范围为0.01V~3V的条件下,进行循环伏安法(CV,CHI660D)实验。电化学阻抗谱(EIS)在IVIUMSTAT电化学工作站(10-2至105Hz)上进行。

下面通过两个实施例来具体说明:

实施例一

一种以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法,通过以下步骤来实现:

1)通过二氧化硅SBA-15的初湿法合成有序介孔碳CMK-3,并用含氮前体处理以获得N-MWCNTS,即氮掺杂多壁碳纳米管;

2)在搅拌状态下将100mg聚苯乙烯磺酸pss溶解在50mL氯化钠溶液分散体中,保持30分钟;

3)在步骤2)得到的混合物中加入100mg N-MWCNTS,将所得溶液强烈超声处理30分钟,之后搅拌两小时;

4)用蒸馏水和乙醇多次洗涤步骤3)中得到溶液后,通过离心法收集沉淀物,最后将沉淀物在60℃下干燥8小时以获得pss-N-MWCNTS。

5)将0.4g四氯化锡SnCl 4·5H 2 O和0.3g硫代乙酰胺超声溶解在含有25ml乙醇和10ml蒸馏水的玻璃烧杯中,混合30分钟后加入步骤4)中得到的pss-N-MWCNTS 40mg;

6)在80℃下通过磁力搅拌步骤5)中得到的混合物4小时,每2小时加入25ml乙醇;

7)通过离心法收集合成产物,用乙醇洗涤多次并在真空烘箱中干燥,表示为SnS2@N-MWCNTS,即得到以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成的二硫化锡纳米片,实施例一得到的SnS2@N-MWCNTS定义为S-SnS2 N-MWCNTS。

8)将步骤7)中得到的SnS 2@ N-MWCNTS在氩气条件和温度500℃下煅烧2小时,加热速率为3°C /min。

实施例二

一种以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成二硫化锡纳米片的工艺方法,通过以下步骤来实现:

1)通过二氧化硅SBA-15的初湿法合成有序介孔碳CMK-3,并用含氮前体处理以获得N-MWCNTS,即氮掺杂多壁碳纳米管;

2)在搅拌状态下将100mg聚苯乙烯磺酸pss溶解在50mL氯化钠溶液分散体中,保持30分钟;

3)在步骤2)得到的混合物中加入100mg N-MWCNTS,将所得溶液强烈超声处理30分钟,之后搅拌两小时;

4)用蒸馏水和乙醇多次洗涤步骤3)中得到溶液后,通过离心法收集沉淀物,最后将沉淀物在60℃下干燥8小时以获得pss-N-MWCNTS。

5)将0.8g四氯化锡SnCl 4·5H 2 O和0.6g硫代乙酰胺超声溶解在含有25ml乙醇和10ml蒸馏水的玻璃烧杯中,混合30分钟后加入步骤4)中得到的pss-N-MWCNTS 40mg;

6)在80℃下通过磁力搅拌步骤5)中得到的混合物4小时,每2小时加入25ml乙醇;

7)通过离心法收集合成产物,用乙醇洗涤多次并在真空烘箱中干燥,表示为SnS 2@N-MWCNTS,即得到以氮掺杂多壁碳纳米管为载体合成的二硫化锡纳米片,实施例二得到的SnS2@N-MWCNTS定义为L-SnS2 N-MWCNTS。

进一步地,步骤7)中得到的SnS2@N-MWCNTS在氩气条件和温度500℃下煅烧2小时,加热速率为3°C /min。

对上述实施例中得到的SnS2@N-MWCNTS复合材料进行研究分析。

附图2是本发明中二硫化锡和实施例二得到的L-SnS2@N-MWCNTS的XRD图谱比较图,从图中得知,L-SnS2@N-MWCNTS具有与原始二硫化锡相似的晶体结构,符合六角形二硫化锡的标准XRD图谱(JCPDS卡号23-0677)。此外,二硫化锡的衍射峰非常高,这是由于复合物中二硫化锡的高含量和高结晶度所造成的。特殊的是,煅烧后的L-SnS2@N-MWCNTS由于其高得多的结晶而具有比另一个更强的峰。

附图3是本发明中N-MWCNTS(a-b)和实施例二得到的L-SnS2@N-MWCNTS(c-f)的SEM图像比较图,图3a和3b显示了N-MWCNTS的低放大倍数SEM图像,并且清楚地显示N-MWCNTS是由许多微米棒状结构组成,整体是圆柱形的,当二硫化锡负载完成时,N-MWCNTS被二硫化锡纳米片完全均匀覆盖(图3c和3d)。结果表明,L-SnS2 @ N-MWCNTS的直径大于N-MWCNTS的直径,L-SnS2 @ N-MWCNTS的表面粗糙,表明SnS2 NSs在N-MWCNTS的表面均匀分布。此外,从高放大率扫描电子显微镜图像也可以发现,相邻纳米片之间的空隙相对较大。沉积层由二维纳米片结构组成,厚度约为29nm,这表明该结构有利于电解质和锂离子与活性物质的接触。

通过TEM检测原始N-MWCNTS的形态。该图像证实N-MWCNTS具有精细且有序的表面结构,中孔通道高度规整且彼此平行。通过TEM表征了L-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料的微观结构,如图4所示。L-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料的TEM图像进一步确定了二硫化锡纳米片的成分是在N-MWCNTS网络中均匀分布,具有表面与表面的接触,展示了L-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料的核-壳结构。从图4b可以看出,二硫化锡的二维纳米片与N-MWCNTS的表面很好地匹配,这显示为具有代表性的皱纹状和波纹状结构。通过HRTEM分析L-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料的微观结构。在SnS2 NSs下可以清楚地观察到N-MWCNTS的内纳米通道。此外,所有二硫化锡纳米片均由多层组成。嵌入图像显示明显的晶格,表面之间的距离为0.587nm,对应于二硫化锡的(001)面。所示的SnS 2 NSs相应区域电子衍射图案可以被指定为具有六方结构的SnS 2的(100)和(110)平面的衍射。该结果也符合XRD分析。

得到的L-SnS2N-MWCNTS复合材料的氮吸附等温线在0.4-0.5V的相对压力范围内显示出明确的IV型曲线(图5a)。曲线的独特磁滞回线表明中孔非常小并且有利于冷凝。正如预期的那样,L-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料产生相对高的比表面积126.7m 2 g-1。此外,相对孔径分布在2和4nm处显示峰(图5b),表明L-SnS2N-MWCNTS的明显中孔特征。结果表明,大的表面积和介孔结构都可以加速锂离子进入纳米片两侧的孔隙或其他纳米结构。

通过X射线光电子能谱(XPS)测试L-SnS 2 N-MWCNTS的元素组成。在C1s XPS光谱中(图6a),284.7eV的主峰可归属于C-C单键,在高结合能下观察到羟基(286.7eV)和羰基(289.1eV)的结合性质。图6b中400.7 eV的峰值证明了氮的存在。在图6c中在487.0和495.5eV处存在两个特征峰,其分别被分配给Sn 3d5 / 2和3d3 / 2的Sn4 +,证明了二硫化氢的存在。另外,S 2p光谱显示在161.74eV存在S 2p3/2并且在163.15eV存在S 2p1/2,这是由于二硫化锡的结合能导致的(图6d)。

为了进一步确定L-SnS2 @ N-MWCNTS和S-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料中的二硫化锡含量,进行如图7所示的TGA分析。结果显示L-SnS2 @ N-MWCNTS和S-SnS2 @ N-MWCNTS复合材料的曲线 在升高温度时显示出类似的重量损失区域。低于200°C的初始重量损失归因于复合材料中的一些吸附水。在200和300℃之间的第二次重量损失归因于N-MWCNTS和复合材料中的二硫化锡层之间的少量pss。在300至450℃的范围内,质量再次降低,因为二硫化锡已成为二氧化锡。最后的重量减少(450-600℃)可归因于N-MWCNTS的分解和二硫化锡氧化成二氧化锡。假设L-SnS2 @ N-MWCNTS和S-SnS2 @ N-MWCNTS中二硫化锡的重量百分比分别为x和y。假设燃烧后N-MWCNTS完全去除,则其中0.781x = 0.669,0.781y = 0.591。因此x= 0.857,y = 0.757。因此,L-SnS2N-MWCNTS和S-SnS2N-MWCNTS中二硫化锡的重量分数分别为。85.7%和75.7%。其他报道的基于N-MWCNTS的纳米复合材料如SnO2 @ CMK-3和SnSb @CMK-3仅显示负载材料的重量分数低于70%,这表明该合成策略对于高负载沉积的优越性。

图8a显示了第一次循环和第五次循环之间的循环伏安法(CV),电压范围为0.01至3.0V,扫描速率为0.5mV s-1。 在第一次扫描中,两个不可逆的还原峰在0.64 V和1.38 V,这意味着两个不可逆的过程:锂嵌入二硫化锡层而没有相分解,并且二硫化锡转化为金属锡和硫化锂,同时形成固体电解质界面膜(SEI) [26,27]。 随后的循环中这些峰值被替换为0.9V,这是由于在第一次充电/放电循环中基于二硫化锡的阳极的不可逆容量损失。 在第一次扫描中,在1.02和1.77 V处的以下氧化峰可归因于锂离子嵌入/嵌入/进入二硫化锡层,这是部分可逆的过程[28,29]。 在随后的循环中,这些还原峰被出现在0.95 V的峰代替。为了研究样品的速率能力,我们对电流密度100 mA g-1至1000 mA g-1的二硫化锡,S-SnS2 @ N-MWCNTS和L-SnS2 @ N-MWCNTS电极进行了恒电流测试(图8b)。显然,S-SnS2N-MWCNTS和L-SnS2N-MWCNTS电极表现出比纯二硫化锡电极更高的容量和更好的循环稳定性。此外,L-SnS2 @ N-MWCNTS的所有倍率容量均高于S-SnS2 @ N-MWCNTS。特别是L-SnS2 @ N-MWCNTS的可逆容量在以100mA g-1的速率进行5次循环后稳定在约980mA h g-1。 当放电-充电速率增加到200,400,600和800 mA g-1时,容量分别保持在928,878,804和743 mA hg-1。 在1000mA g-1的高电流密度下,比容量仍可保持在约680mA h g-1,而二硫化锡的比容量降低至56mA h g-1。事实上,L-SnS2 @ N-MWCNTS的中孔结构在改善充电/放电速率方面起着重要作用。中孔网络使锂离子更容易到达活性位点并使电极和电解质之间的传输距离最小化。当电流速率在超过30个循环后再次回落到100 mA g-1时,L-SnS2 @ N-MWCNTS的容量最终返回到约901 mA hg -1(在100mA g-1下约保留前5个循环平均值的91%)。同时,纯SnS2 NSs阳极再次在100mA g-1下显示约312mA h g-1的平均容量(在100mA g-1下约保留前5个循环平均值的66%)。

另外,显示了在200mA g-1的恒定电流密度下二硫化锡和L-SnS 2 N-MWCNTS的第一次放电和充电曲线。L-SnS2@ N-MWCNTS的初始放电容量为1438.9 mA h g-1,远高于纯二硫化锡(1126.4 mA h g-1)。两个结果都表明,N-MWCNTS和二硫化锡之间的协同作用可以改善材料的电化学性能。总之,添加N-MWCNTS可以提高材料的导电性,稳定材料的结构,以此减缓电活性材料与电解质之间的相互作用[33]。因此加速了锂离子的进入并缩短了锂离子的扩散途径。

图8c显示了在200mA g-1的恒定电流密度下N-MWCNTS,SnS2,S-SnS2N-MWCNTS和L-SnS2N-MWCNTS样品的循环性能。经过100次循环后,L-SnS2 @ N-MWCNTS的可逆容量为523.8mA hg-1,而S-SnS2 @ N-MWCNTS和N-MWCNTS电极分别保留440.4 mA hg-1和341.5 mA hg-1。二硫化锡的循环性能较差,初始可逆容量为1126.4 mA h g-1,100次循环后降至73.5 mAh g-1。该结果显然证明L-SnS2 @ N-MWCNTS电极比S-SnS2 @ N-MWCNTS和二硫化锡电极具有更好的循环稳定性[34]。值得注意的是,即使在200次循环后,仍然可以保持618.9mA hg-1的L-SnS 2 N-MWCNTS电极的可逆容量。此外,就能力和循环性能而言,L-SnS2N-MWCNTS的电化学性能与许多公开的基于二硫化锡的材料在其他工作中的电化学性能相比是很好的。

为了进一步探索N-MWCNTS,二硫化锡和L-SnS2 @ N-MWCNTS电极的电化学性质,我们测试并比较了电极的阻抗。 图8d显示了N-MWCNTS,SnS2和L-SnS2 @ N-MWCNTS的阻抗图,其具有高频区域中的半圆和低频区域中的直斜线的特性。通常,半圆归因于接触,固体电解质中间电阻和电荷转移电阻的总和,而倾斜线对应于电极内的锂扩散过程[35-40]。从Nyquist图来看,L-SnS2 @ N-MWCNTS电极的半圆直径(64.7Ω)小于SnS2 NSs电极(88.6Ω)的半圆直径。 与SnS2 NSs相比,添加N-MWCNTS增强了电荷转移过程。这清晰地证明了L-SnS2 @ N-MWCNTS电极具有高导电率和更快的电荷转移率,且锂离子的插入和提取比纯二硫化锡更快[41]。

N-MWCNTS和二硫化锡纳米颗粒之间的协同效应可以极大地改善L-SnS2N-MWCNTS的锂储能性能(图9)。首先,结构良好的超薄二硫化锡纳米片不仅缩短了锂离子的扩散途径,而且减缓了锂离子插入/提取过程中的相互作用力和体积变化[42]。其次,N-MWCNTS具有高比表面积和有序通道的固有特性,不仅可以提供充足的空间吸收体积变化,而且可以阻止二硫化锡的聚集。第三,作为导电基质,N-MWCNTS可用作电子传输途径,从而提高SnS2N-MWCNTS的导电性。该通道的纳米片保持了N-MWCNTS的介孔性质,为锂离子的有效扩散和储存提供了更多的空间[43,44]。

在该研究中,N-MWCNTS支持的自支化SnS2 NSs电极已经能够通过可操作的热浴方法方便地合成。作为锂离子电池的阳极材料,SnS2N-MWCNTS电极能够在200mA g-1的电流密度下提供高达1438.9mA h g-1的初始放电容量。同时,它还具有出色的循环稳定性和倍率性能。二硫化锡和N-MWCNTS具有独特的结构和良好的协同效应,使锂容量变化达到最小,为锂调节提供更活跃的中心,提高活性材料的导电性。此外,这种纳米片覆盖通道结构可应用于其他高容量金属硫化物阳极材料。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例,上述具体实施例不是对本发明的限制,凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换,均属于本发明的保护范围。

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