新型石墨化氮化碳/锡/氮掺杂碳复合物的制备及储钠性能

摘要

钠离子电池锡负极因具有较高的理论容量(847 mA·h/g)、高电导率和合适的工作电位而备受关注.但锡基负极材料在循环过程中会发生巨大的结构变化,进而导致活性材料粉化失活和比容量的快速下降.本文成功制备了基于石墨氮化碳(g-C3N4)、聚多巴胺衍生的氮掺杂碳(NC)和Sn纳米颗粒的复合物(g-C3N4/Sn/NC),其中Sn纳米颗粒包埋在石墨氮化碳和氮掺杂碳中.在此多层分级结构中,g-C3N4和NC的引入可以显著加速电子/离子的传输及电池反应动力学,从而有助于Sn和钠离子之间的合金化反应;此外,这种复合结构有助于保持电极材料的结构稳定性,进而可以获得优异的储钠性能.作为钠离子电池负极材料,g-C3N4/Sn/NC在0.5 A/g电流密度下经历100次循环,可逆容量可以达到450.7 mA·h/g;在1.0 A/g电流密度下,比容量为388.3 mA·h/g;此外,在1.0 A/g电流密度下,经过400次循环后其比容量依旧能达到363.3 mA·h/g.