成果简介

本文江苏理工学院鲍克燕教授团队在《ChemElectroChem》期刊发表名为“OnePotFabricationofCrumpledNDopedGrapheneAnchoredwithCobaltforHighPerformanceLithium–SulfurBatteries”的论文，研究通过一步溶剂热法制造锚固有钴的皱折N掺杂石墨烯（Co-NCG），并将其应用于锂硫（Li-S）电池。皱缩的结构不仅使石墨烯具有较大的比表面积和丰富的孔，而且通过防止石墨烯的重新堆积而赋予其优异的稳定性。这些特征有利于硫的装载和有效利用。氮原子上的孤对电子与锂离子发生强烈的化学相互作用，这使Co-NCG/S材料具有化学固定多硫化物物种的能力。钴在电池中充当电催化剂，并在动力学上加速了硫的氧化还原反应。

图文导读

图1、锚固钴的皱折N掺杂石墨烯形成过程的示意图。

图2、a）Co-NCG得X射线衍射（XRD）图和b）Co-NCG/S复合物的XRD图

图3、a–c）GO，d–f）Co-NCG和g–i）Co-NCG/S材料的SEM图像。

图4、XPS光谱

图5、a）Co-NCG/S阴极在2C下的超长循环性能，

b）RGO/S，NCG/S和Co-NCG/S（阴极）的EIS光谱，

c）用于拟合EIS，Rs的等效电路

小结

总之，Co-NCG/S具有良好的循环稳定性和容量可逆性，这归因于Co和氮的协同作用。Co的存在有助于将长得多硫化物基团转变为短的多硫化物基团，从而提高比容量和速率性能。此外，氮掺杂的碳材料可通过多硫化物的物理和化学吸附来限制穿梭效应并抑制多硫化锂的溶解和扩散，从而提高S的利用率和循环性能。

文献：