NiCo_(2)S_(4)/MXene/氮掺杂碳空心微球的构筑及其作为钠离子电池负极的应用

作     者：陈炳祺 李宝宝 付晓光 邹煜熙 祝梓博 左婉莹 叶美丹 CHEN Bingqi;LI Baobao;FU Xiaoguang;ZOU Yuxi;ZHU Zibo;ZUO Wanying;YE Meidan

作者机构：厦门大学物理科学与技术学院生物仿生及软物质研究院福建省柔性功能材料重点实验室福建厦门361005 

出 版 物：《厦门大学学报(自然科学版)》 (Journal of Xiamen University:Natural Science)

年 卷 期：2025年第64卷第1期

页      面：85-92,168页

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(22075237) 

主　　题：NiCo_(2)S_(4) MXene 氮掺杂碳 空心球 双模板 钠离子电池 稳定性 

摘      要：[目的]针对可充电钠离子电池(SIBs)实际应用中,NiCo_(2)S_(4)电极存在的动力学缓慢和循环稳定性不足等问题,对NiCo_(2)S_(4)电极材料进行优化.[方法]利用聚乙烯微球(PS)和金属有机骨架ZIF-67双重模板,通过室温搅拌和高温煅烧的工艺,制备了一种NiCo_(2)S_(4)/MXene/氮掺杂碳(NiCo_(2)S_(4)/MX/NC)的空心微球,并将其作为SIBs负极材料,考察其电化学性能.[结果]在结构方面,NiCo_(2)S_(4)/MX/NC具有独特的中空球形结构,球内表面有导电性优异的MX片,外表面均匀地附着高容量的NiCo_(2)S_(4).NiCo_(2)S_(4)/MX/NC在SIBs应用中获得了优异的电化学性能,具有较高的充电比容量(在0.2 A/g的电流密度下为780 mAh/g),首次库伦效率高达86.4%,优异的循环稳定性(在10 A/g大电流条件下,循环4000次,约每次0.0034%的低容量衰减率).此外,动力学研究表明NiCo_(2)S_(4)/MX/NC电极具有混合的电荷储存行为,且表面吸附的赝电容过程起主导作用.[结论]MX和NC的引入显著提高了复合电极的导电性,而空心球形结构的构建有效提升了复合电极的稳定性,增强了其大电流承受能力,防止NiCo_(2)S_(4)材料在循环过程中结构塌陷.本研究采用的结构设计、复合掺杂等综合策略,为提高金属硫化物的储钠性能提供了新思路.