双层空心结构CuS@CoS2用于高性能钠离子电池负极材料学术资讯

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钠离子电池由于钠资源丰富、成本低廉等优点，在储能领域有望成为锂离子电池的替代品。探索合适的正负极材料成为构筑高性能钠离子电池的关键。金属硫化物由于高的电化学容量和良好的电化学可逆性，得到研究者的广泛关注。其中，混合金属硫化物由于电化学反应过程中的协同作用表现出更优的电化学性能。同时，多级空心纳米结构由于较大的比表面积、短程的离子和电子传输距离，可以有效地提高金属硫化物材料的电化学性能。然而，通过合适的合成方法构造复杂中空结构的混合金属硫化物用于高性能钠离子电池负极材料还较少报道。

近日，新加坡南洋理工大学楼雄文课题组报道了一种新颖的模板法来构筑双层空心结构的CuS@CoS2，并通过对空心结构组成和形貌的精细调控实现了对其钠离子电池性能的优化。他们利用Cu2O独特的反应活性，通过控制刻蚀的深度和Co2+的沉淀速度，以及随后的硫化过程，获得了组成和形貌可控的一系列空心纳米结构。得益于独特的双层壳空心结构，所合成的CuS@CoS2表现出优异的电化学性能。该材料表现出较高的可逆比容量（625 mAh g-1）、优异的倍率性能（在5 A g-1的电流密度下具有304 mAh g-1的可逆比容量）和稳定的循环性能（循环500周，容量保持率为79%）。这一研究结果提供了一种制备高性能多级结构硫化物负极材料的新策略，为钠离子电池的发展和应用，以及复杂空心结构的合成提供了新的思路和方向。

本工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。

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