【引言】

過渡金屬化合物具備較高的理論儲鋰容量，成為理想的鋰離子電池電極材料。然而，相對較差的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很大程度上限制了其實(shí)際應(yīng)用。復(fù)合材料可以利用協(xié)同效應(yīng)，提高材料的性能。研究發(fā)現(xiàn)：復(fù)合材料相界面的出現(xiàn)會導(dǎo)致晶格失配，形成更多的活性儲能位點(diǎn)，同時(shí)也有利于鋰離子和電子的傳遞。贗電容材料可以在材料的表面和近表面通過法拉第電荷傳遞儲存更多能量，提升活性物質(zhì)的儲鋰容量。

【成果簡介】

近日，中山大學(xué)的童葉翔教授、宋樹芹副教授和Muhammad-SadeeqBalogun博士（通訊作者）等在Adv.EnergyMater.上發(fā)表了題為“PhaseBoundaryDerivedPseudocapacitanceEnhancedNickel-BasedCompositesforElectrochemicalEnergyStorageDevices”的研究論文，報(bào)道了相邊界引發(fā)的贗電容增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料電化學(xué)儲能器件的最新研究進(jìn)展。研究人員通過退火和硫化處理制備得到了氮化鎳@硫化鎳（Ni3N@Ni3S2）納米片復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)：Ni3N和Ni3S2之間的相邊界是導(dǎo)致復(fù)合材料高儲鋰容量的關(guān)鍵因素。Ni3N較為出色的贗電容特性和Ni3S2較為理想的擴(kuò)散控制型容量形成協(xié)同效應(yīng)，共同提升了復(fù)合材料的電化學(xué)儲能性能。通過界面失配和贗電容特性和結(jié)合，研究人員為未來高性能電化學(xué)儲能器件的設(shè)計(jì)提供了新的思路參考。

【圖文導(dǎo)讀】

示意圖-1.復(fù)合材料的制備流程示意圖

圖-1.樣品的XRD譜圖和XPS譜圖

（a）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2的XRD衍射譜圖；

（b）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2的高分辨S2pXPS譜圖；

（c）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2的高分辨N1sXPS譜圖。

圖-2.樣品的電子顯微鏡圖片及元素分布圖

（a）Ni3N的掃描電子顯微鏡（SEM）圖片；

（b）Ni3N@Ni3S2的SEM圖片；

（c）Ni3N@Ni3S2的低倍透射電子顯微鏡（TEM）圖片；

（d）Ni3N@Ni3S2的高分辨透射（HRTEM）圖片。插圖為綠色方框區(qū)

域?qū)?yīng)的選區(qū)電子衍射（SAED）衍射花樣；

（e）圖2-（d）中黃色方框區(qū)域放大的HRTEM圖片；

（f）圖2-（d）中綠色方框區(qū)域放大的HRTEM圖片；

（g-j）Ni3N@Ni3S2中的EDS元素分布圖；

（k）Ni,S,N的元素分布疊加圖。

圖-3.樣品的循環(huán)伏安（CV）曲線

（a）掃描速率為0.1mV/s時(shí)，Ni3N前三次循環(huán)的CV曲線；

（b）掃描速率為0.1mV/s時(shí)，Ni3S2前三次循環(huán)的CV曲線；

（c）掃描速率為0.1mV/s時(shí)，Ni3N@Ni3S2前三次循環(huán)的CV曲線；

（d）Ni3N，Ni3N@Ni3S2，Ni3S2首圈CV曲線對比。