Facile Synthesis of Ultrasmall CoS2Nanoparticles within Thin N-Doped Porous Carbon Shell for High Performance Lithium-Ion Batteries

材料科学 阳极 纳米颗粒 锂(药物) 化学工程 电解质 硫化钴 多硫化物 碳纤维 电流密度 溶解 多孔性 纳米技术 复合数 电极 电化学 复合材料 化学 物理化学 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Qingfei Wang,Ruqiang Zou,Wei Xia,Jin Ma,Bin Qiu,Asif Mahmood,Ruo Zhao,Yangyuchen Yang,Dingguo Xia,Qiang Xü
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:11 (21): 2511-2517 被引量:351
标识
DOI:10.1002/smll.201403579
摘要

Cobalt sulfide (CoS2) is considered one of the most promising alternative anode materials for high-performance lithium-ion batteries (LIBs) by virtue of its remarkable electrical conductivity, high theoretical capacity, and low cost. However, it suffers from a poor cycling stability and low rate capability because of its volume expansion and dissolution of the polysulfide intermediates in the organic electrolytes during the battery charge/discharge process. In this study, a novel porous carbon/CoS2 composite is prepared by using nano metal-organic framework (MOF) templates for high-preformance LIBs. The as-made ultrasmall CoS2 (15 nm) nanoparticles in N-rich carbon exhibit promising lithium storage properties with negligible loss of capacity at high charge/discharge rate. At a current density of 100 mA g(-1), a capacity of 560 mA h g(-1) is maintained after 50 cycles. Even at a current density as high as 2500 mA g(-1), a reversible capacity of 410 mA h g(-1) is obtained. The excellent and highly stable battery performance should be attributed to the synergism of the ultrasmall CoS2 particles and the thin N-rich porous carbon shells derieved from nanosized MOF precusors.
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