科创中国
三维有序多孔结构材料钠离子电池负极材料
发布时间: 2022-11-24
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
最近，金属硫化物硫化钴如CoS、CoS2、Co3S4和Co9S8等在锂离子电池领域受到了人们的广泛关注，这得益于它们的高理论比容量。然而Co9S8在钠离子电池中研究的很少，可能是因为钠离子直径比锂离子更大，从而导致在与Co9S8发生合金化反应时所造成的体积膨胀更大，产生萧条的扩散动力学，由此使得比容量快速衰减，限制了它的实际应用。因此，如何通过简单经济的方法改善Co9S8在钠离子电池的稳定性，从而获得优异性能的Co9S8钠离子电池负极材料显得至关重要，这也是当前研究的难点问题。中国科学院福建物质结构研究所温珍海团队的成果：三维有序多孔结构材料钠离子电池负极材料。
成果亮点
本发明的电池负极材料通过将量子点大小的Co9S8限制在碳层中并且构筑成三维有序的多孔结构，组成的三维多孔结构不仅改善Co9S8的导电性，获得优异的倍率性能，而且为Co9S8在循环过程中所产生的体积膨胀提供有效的缓冲空间，获得良好的循环稳定性能；另外，三维多孔结构有利于电解液渗透到电极里面，大大缩减了钠离子的扩散路径，可以与更多的Co9S8活性材料接触，为高的比容量提供保证，由此大大改善了其作为钠离子电池负极材料的电化学性能。
本发明以油酸钴前驱体为钴源，以硫脲作为硫源和氮源，在油酸钴进行高温硫化的同时也对油酸配链进行原位氮掺杂，得到氮掺杂的碳限制量子点大小的Co9S8；以二氧化硅为模板最后将此复合材料制备成三维有序的多孔结构，这种复合材料结构会大大提高材料的导电性能，同时三维多孔结构又能很好的抑制Co9S8的体积膨胀，获得优异的电化学性能。
团队介绍
中国科学院福建物质结构研究所温珍海团队
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”新材料产业科技服务团（江西） (中国材料研究学会) 评价时间：2022-11-30
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