赝电容氮掺杂碳包覆Fe1-xS有效促进低温钠存储性能（英文）

近年来,构筑适用于宽温度范围的钠离子电池负极材料越来越引起人们的研究兴趣.Fe1-xS作为一种典型的零带隙材料,由于其低的成本和高的理论比容量,被认为是钠离子电池理想的负极材料.本文以室温合成的Fe金属有机骨架(Fe-MOF)为前驱体,借助硫化处理制备了木耳状氮掺杂碳包覆的Fe1-xS化合物(Fe1-xS@NC).Fe1-xS@NC独特的木耳状结构可以很好地缩短电荷扩散路径,显著提高离子/电子电导率,促进反应的动力学过程.该Fe1-xS@NC电极在8000 mA g^-1的高电流密度下展示了高达510.2 mA h g^-1的理想比容量.即使在0和-25°C的工作环境中,该电极在2000 mA g^-1的电流密度下仍能分别保持387.1和223.4 mA h g^-1的可逆比容量,证实了该电极在严苛温度下的潜在应用.更值得注意的是,由Fe1-xS@NC负极和Na3V2(PO4)2O2F正极组装的全电池在0.3和3.8 V之间同样呈现了出色的倍率容量(在2000 mA g^-1电流密度下的可逆容量为186.8 mA h g^-1)和优异的循环性能(在700 mA g^-1电流密度下、经过100个循环后可维持183.6 mA h g^-1可逆容量).定量动力学分析进一步证实该电极是电容行为为主的电荷存储,这种特质可加速电极电化学动力学反应过程,从而赋予Fe1-xS@NC优异的电化学性能.     

Na3V2(PO4)3@C用作水系锌离子电池正极材料的研究

水系锌离子电池(AZIBs)是未来大型储能领域中具有吸引力的选择之一.但合适的用于锌离子存储的正极材料少之又少.本工作以NASICON结构的正极材料Na3V2(PO4)3(NVP)作为储锌正极材料,在高浓度的电解液中可以实现高效的Zn2+存储并展现出超长的循环性能.本研究采用简单的溶胶凝胶法制备出均匀碳包覆的NVP,并借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电等表征测试手段,分析NVP材料的结构、形貌和用作AZIBs正极时表现出的电化学性能.同时,本工作研究了不同浓度的电解液对电化学性能的影响.结果表明,电解液浓度提升后NVP材料可以展现出更高的容量存储、卓越的倍率性能和超长的循环寿命.在2000 mA/g的超高电流密度下循环1000圈之后,容量保持率仍为77.8％,并且在循环过程中材料的每圈库仑效率接近100％.此外,通过循环伏安法(CV)和恒电流间歇滴定法(GITT)进一步探索了 NVP电极的动力学过程并得出,NVP材料出色的电化学性能的表现归因于其稳定和开放的NASICON框架和优异的动力学行为.