二硫化鉬/石墨烯復(fù)合電極的制備及其電化學(xué)儲(chǔ)鈉性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-22 06:22
二硫化鉬(MoS2)是一種穩(wěn)定、安全、廉價(jià)的鈉離子電池負(fù)極材料,但是二硫化鉬的本征電導(dǎo)率較低,限制了鈉離子電池的比容量和倍率性能。利用一步水熱法制備了二硫化鉬和還原石墨烯(MoS2/RGO)復(fù)合體系,并用于鈉離子電池負(fù)極材料中。還原石墨烯不僅能增強(qiáng)復(fù)合材料的導(dǎo)電性,而且能夠提高M(jìn)oS2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而提升鈉離子電池的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,在1 A/g的電流密度下循環(huán)250次后,MoS2/RGO復(fù)合電極的比容量仍然高達(dá)509 m A·h/g。
【文章來(lái)源】:現(xiàn)代化工. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
MoS2/RGO復(fù)合電極材料電鏡及元素分布圖
由圖2(a)可以看出,MoS2和MoS2/RGO復(fù)合電極材料中均能觀察到六方晶系2H型MoS2(P63/mmc空間群,JCPDS 37-1492)的衍射峰:13.8°(0 02)、33.5°(1 0 0)、39.8°(1 0 3)和58.6°(1 1 0)[17]。與單獨(dú)的MoS2樣品衍射結(jié)果不同的是,在MoS2/RGO復(fù)合材料中可以看到還原石墨烯位于25.7°的衍射峰,層間距為0.35 nm,對(duì)應(yīng)于石墨的(0 0 2)晶面。由圖2(b)中可以看出,2個(gè)樣品都展示了2個(gè)明顯的峰(377 cm-1和403 cm-1),分別代表著MoS2中Mo原子和2個(gè)S原子的E2 g"振動(dòng)模式以及平面內(nèi)S原子沿著c軸方向的A1 g振動(dòng)模式[18],對(duì)于MoS2/RGO樣品,2個(gè)位于1 342 cm-1和1 580 cm-1典型的振動(dòng)峰則歸屬于還原石墨烯的D峰和G峰。從圖2(c)中可以看到,MoS2和MoS2/RGO樣品的氮?dú)馕降葴鼐中,MoS2/RGO的比表面積達(dá)到了128 m2/g,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)的MoS2(17 m2/g)。此外,從圖2(d)中能夠觀察到MoS2/RGO樣品有2個(gè)主要的介孔孔徑分布(2.4 nm和5.8 nm),比單獨(dú)的MoS2樣品分布要更加集中。大的比表面積和豐富的介孔非常有利于電解液離子更加充分地接觸電極材料,并且為鈉離子和電極材料的法拉第反應(yīng)提供大量的活性位點(diǎn),進(jìn)而提升鈉離子電池的電化學(xué)性能。MoS2/RGO復(fù)合電極材料的X射線光電子能譜圖如圖3所示。
X射線光電子能譜測(cè)試證實(shí)了MoS2/RGO復(fù)合電極材料含有S、Mo和C元素。從圖3(a)中可以看出,左側(cè)中位于161.8 eV和162.8 eV的2個(gè)峰分別對(duì)應(yīng)S 2p3/2和S 2p1/2的鍵能,來(lái)源于MoS2中的S2-;右側(cè)中位于228.8 eV和231.9 eV的2個(gè)峰則屬于Mo 3d5/2和Mo 3d3/2,歸因于MoS2中的Mo4+[19]。從圖3(b)中可以觀察到1個(gè)很尖銳的峰,位于284.5 eV,這是C 1s的鍵能,表明水熱復(fù)合了MoS2以后,石墨烯仍然保留著很高的質(zhì)量。2.2 MoS2/RGO復(fù)合電極材料的儲(chǔ)鈉性能
本文編號(hào):3242310
【文章來(lái)源】:現(xiàn)代化工. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
MoS2/RGO復(fù)合電極材料電鏡及元素分布圖
由圖2(a)可以看出,MoS2和MoS2/RGO復(fù)合電極材料中均能觀察到六方晶系2H型MoS2(P63/mmc空間群,JCPDS 37-1492)的衍射峰:13.8°(0 02)、33.5°(1 0 0)、39.8°(1 0 3)和58.6°(1 1 0)[17]。與單獨(dú)的MoS2樣品衍射結(jié)果不同的是,在MoS2/RGO復(fù)合材料中可以看到還原石墨烯位于25.7°的衍射峰,層間距為0.35 nm,對(duì)應(yīng)于石墨的(0 0 2)晶面。由圖2(b)中可以看出,2個(gè)樣品都展示了2個(gè)明顯的峰(377 cm-1和403 cm-1),分別代表著MoS2中Mo原子和2個(gè)S原子的E2 g"振動(dòng)模式以及平面內(nèi)S原子沿著c軸方向的A1 g振動(dòng)模式[18],對(duì)于MoS2/RGO樣品,2個(gè)位于1 342 cm-1和1 580 cm-1典型的振動(dòng)峰則歸屬于還原石墨烯的D峰和G峰。從圖2(c)中可以看到,MoS2和MoS2/RGO樣品的氮?dú)馕降葴鼐中,MoS2/RGO的比表面積達(dá)到了128 m2/g,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)的MoS2(17 m2/g)。此外,從圖2(d)中能夠觀察到MoS2/RGO樣品有2個(gè)主要的介孔孔徑分布(2.4 nm和5.8 nm),比單獨(dú)的MoS2樣品分布要更加集中。大的比表面積和豐富的介孔非常有利于電解液離子更加充分地接觸電極材料,并且為鈉離子和電極材料的法拉第反應(yīng)提供大量的活性位點(diǎn),進(jìn)而提升鈉離子電池的電化學(xué)性能。MoS2/RGO復(fù)合電極材料的X射線光電子能譜圖如圖3所示。
X射線光電子能譜測(cè)試證實(shí)了MoS2/RGO復(fù)合電極材料含有S、Mo和C元素。從圖3(a)中可以看出,左側(cè)中位于161.8 eV和162.8 eV的2個(gè)峰分別對(duì)應(yīng)S 2p3/2和S 2p1/2的鍵能,來(lái)源于MoS2中的S2-;右側(cè)中位于228.8 eV和231.9 eV的2個(gè)峰則屬于Mo 3d5/2和Mo 3d3/2,歸因于MoS2中的Mo4+[19]。從圖3(b)中可以觀察到1個(gè)很尖銳的峰,位于284.5 eV,這是C 1s的鍵能,表明水熱復(fù)合了MoS2以后,石墨烯仍然保留著很高的質(zhì)量。2.2 MoS2/RGO復(fù)合電極材料的儲(chǔ)鈉性能
本文編號(hào):3242310
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