黄铁矿型FeS_(2)的制备及其储能应用

摘要

能源与环境是当今社会发展的两大重要问题。随着化石能源的枯竭和环境污染的日益严重,寻找清洁的替代能源已成为当今社会的普遍共识,新型能源储存和转换器件,如二次锂/钠电池和超级电容器等成为研究热点,而合适的电极材料是提升其电化学性能和实现其产业化的关键。二硫化铁(FeS_(2))是一种具有高理论比容量的过渡族金属硫化物,在自然界以黄铁矿的形式存在,储量丰富、分布广泛、环保无毒,目前在商用高能Li-FeS_(2)一次电池中得到了产业化应用并大量投放市场,而且在二次锂/钠电池和超级电容器等新型储能器件上展现出极大的潜力,成为新能源产业研究的重点和热点。目前FeS_(2)的储能研究主要包括两个方面:化学合成法制备FeS_(2)和天然FeS_(2)的加工处理。但是,FeS_(2)电导率较低和循环过程中稳定性较差是其在储能应用中亟待解决的问题。FeS_(2)的纳米设计是目前提升其电化学性能的主要途径。本文介绍了FeS_(2)的晶体结构,简要叙述了纳米黄铁矿型FeS_(2)的制备方法,包括化学合成纳米FeS_(2)和天然黄铁矿的加工;此外,简要综述了纳米FeS_(2)在锂/钠电池和超级电容器中的储能机理及研究进展。