電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
過渡金屬化合物具備較高的理論儲鋰容量，成為理想的鋰電池電極材料。然而，相對較差的導電性和結構穩定性很大程度上限制了其實際使用。復合材料可以利用協同效應，提高材料的性能。研究發現：復合材料相界面的出現會導致晶格失配，形成更多的活性儲能位點，同時也有利于鋰離子和電子的傳遞。贗電容材料可以在材料的表面和近表面通過法拉第電荷傳遞儲存更多能量，提升活性物質的儲鋰容量。
【成果簡介】
近日，中山大學的童葉翔教授、宋樹芹副教授和Muhammad-SadeeqBalogun博士（通訊作者）等在Adv.EnergyMater.上發表了題為“PhaseBoundaryDerivedPseudocapacitanceEnhancedNickel-BasedCompositesforElectrochemicalEnergyStorageDevices”的研究論文，報道了相邊界引發的贗電容加強鎳基復合材料電化學儲能器件的最新研究進展。研究人員通過退火和硫化解決制備得到了氮化鎳@硫化鎳（Ni3N@Ni3S2）納米片復合材料。研究發現：Ni3N和Ni3S2之間的相邊界是導致復合材料高儲鋰容量的關鍵因素。Ni3N較為出色的贗電容特性和Ni3S2較為理想的擴散控制型容量形成協同效應，共同提升了復合材料的電化學儲能性能。通過界面失配和贗電容特性和結合，研究人員為將來高性能電化學儲能器件的設計提供了新的思路參考。
【圖文導讀】
示意圖-1.復合材料的制備流程示意圖
圖-1.樣品的XRD譜圖和XPS譜圖
（a）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2的XRD衍射譜圖；
（b）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2的高辨別S2pXPS譜圖；
（c）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2的高辨別N1sXPS譜圖。
圖-2.樣品的電子顯微鏡圖片及元素分布圖
（a）Ni3N的掃描電子顯微鏡（SEM）圖片；
（b）Ni3N@Ni3S2的SEM圖片；
（c）Ni3N@Ni3S2的低倍透射電子顯微鏡（TEM）圖片；
（d）Ni3N@Ni3S2的高辨別透射（HRTEM）圖片。插圖為綠色方框區
域對應的選區電子衍射（SAED）衍射花樣；
（e）圖2-（d）中黃色方框區域放大的HRTEM圖片；
（f）圖2-（d）中綠色方框區域放大的HRTEM圖片；
（g-j）Ni3N@Ni3S2中的EDS元素分布圖；
（k）Ni,S,N的元素分布重疊圖。
圖-3.樣品的循環伏安（CV）曲線
（a）掃描速率為0.1mV/s時，Ni3N前三次循環的CV曲線；
（b）掃描速率為0.1mV/s時，Ni3S2前三次循環的CV曲線；
（c）掃描速率為0.1mV/s時，Ni3N@Ni3S2前三次循環的CV曲線；
（d）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2首圈CV曲線對比。
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