CoS-,2-材料的制備、表征及電化學(xué)性能研究.pdf

1、目前商品化的鋰離子電池仍采用碳素材料作為負(fù)極材料。但該材料在實(shí)際電池中的容量已接近其理論容量,因此已沒有多大的提升空間。硫由于其理論容量高、資源豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),有望成為碳負(fù)極材料的代替品。但由于硫放電產(chǎn)物在電解液中的溶解及其較低的電導(dǎo)率,使得活性物質(zhì)利用率很低及較差的循環(huán)性能。為了改善上述問題,本論文采用了高能球磨法與高溫固相燒結(jié)法相結(jié)合,成功制備了二硫化鈷材料,并對(duì)其進(jìn)行了物化性能的表征及電化學(xué)性能測(cè)試。
　　 XRD結(jié)

2、果顯示,所制得的粉末為立方晶系的CoS2相。TEM照片表明,粉末為單晶,晶粒尺寸在20～60nm之間。XPS結(jié)果表明,粉末組成為CoS2。熱分析結(jié)果表明,該材料的失重主要發(fā)生在400℃及650℃,分別為殘余硫的升華及CoS2的分解。經(jīng)二硫化碳洗滌后,400℃失重明顯減少。
　　 電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,CoS2電極首周放電容量為1619.3mAh/g,首周充電容量為984.7mAh/g,循環(huán)20周后,放電容量為309.6mAh/g。

3、研究還表明,增大導(dǎo)電劑乙炔黑的含量,可有效增加電極的導(dǎo)電性。當(dāng)乙炔黑含量從10％至40％時(shí),20周后的放電容量可從小于20mAh/g提升至400mAh/g以上。
　　 非原位XRD測(cè)試結(jié)合循環(huán)伏安曲線和交流阻抗結(jié)果表明,CoS2電極在首周放電過程中先形成晶態(tài)一種三元Li-Co-S化合物,繼續(xù)放電過程中,該三元化合物晶格破壞,生成Co與Li2S。在隨后的充電過程中,又生成該三元化合物,并隨著電位的升高,最終導(dǎo)致Li2S的分解。在隨