构建具有应变缓冲结构的超细FeS/C复合材料用于持久储锂/钠

作     者：黄肖 何琼 寻坚 潘泰松 周双 曹国忠 潘安强 Xiao Huang;Qiong He;Jian Xun;Taisong Pan;Shuang Zhou;Guozhong Cao;Anqiang Pan

作者机构：School of Materials and EnergyUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 611731China School of Materials Science and EngineeringCentral South UniversityChangsha 410083China Hunan Aerospace Institute of Electromechanical Device&Special MaterialsChangsha 410006China Department of Materials Science and EngineeringUniversity of WashingtonSeattleWA 98195USA 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(51874362) 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2023年第66卷第7期

页      码：2601-2612页

摘      要：FeS因具有较高的比容量和优异的环境友好性,被认为是一种极具竞争力的锂/钠离子电池负极材料.然而,循环过程中缓慢的电荷转移动力学和较大的体积变化阻碍了它的实际应用.本文通过在超薄FeS/C复合材料中构建应变缓冲(气泡膜状)结构,从根本上解决了FeS动力学缓慢和体积变化大的问题.有限元模拟和非原位透射电镜结果验证了气泡膜状碳基质可作为保护壳层缓解FeS的巨大体积变化,还能提高其电子导电性.得益于这种独特的结构设计,该电极材料表现出显著增强的性能.其在5 A g^(-1)下的储锂容量为469 mA h g^(-1),在1 A g^(-1)下循环1500次后的储钠容量为354 mA h g^(-1).此外,由该电极与LiFePO_(4)正极组装的全电池即使在100次循环后也能提供558 mA h g^(-1)的比容量,展现出优异的循环稳定性.这一策略也可应用于其它导电性差、体积变化大的负极材料,以促进高倍率和长寿命电池的发展.

主 题 词：ultrathin FeS strain-alleviated structure finite element simulation lithium-ion batteries sodium-ion batteries 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-022-2435-3

馆 藏 号：203122341...