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钴基氧（硫）化物氮掺杂碳复合材料的制备与储锂性能研究
钴基氧（硫）化物氮掺杂碳复合材料的制备与储锂性能研究
摘要：
钴基氧（硫）化物作为锂离子电池正极材料具有较高的比容量和较长的循环寿命，但容量衰减和电荷传输困难问题限制了其应用。本文研究了通过氮掺杂和碳包覆来改善钴基氧（硫）化物材料的储锂性能。首先，通过固相法合成了钴基氧化物（硫）前驱体。然后，利用高温热解和氨气气氛下的化学气相沉积方法，制备出钴基氧（硫）化物氮掺杂碳复合材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等分析表征了样品的结构和形貌。电化学测试表明，经过氮掺杂和碳包覆处理后，钴基氧（硫）化物材料的储锂性能得到了显著提升。
关键词：钴基氧（硫）化物；氮掺杂；碳包覆；储锂性能
引言：
随着电动车产业的快速发展和对环境友好型能源的需求增多，锂离子电池作为一种重要的储能装置，受到了广泛的关注。钴基氧（硫）化物是一类重要的锂离子电池正极材料，具有较高的比容量和较长的循环寿命，被广泛用于锂离子电池。然而，钴基氧（硫）化物材料的应用受到了容量衰减和电荷传输困难的限制。因此，改善钴基氧（硫）化物材料的储锂性能具有重要的意义。
实验方法：
1.合成钴基氧（硫）化物前驱体：采用固相法在高温下合成钴基氧（硫）化物前驱体。
2.制备氮掺杂碳包覆的钴基氧（硫）化物复合材料：将钴基氧（硫）化物前驱体放入化学气相沉积装置中，在高温下结合氨气气氛进行热解反应，同时在反应过程中引入碳源，实现氮掺杂和碳包覆的同时进行。
3.材料表征：采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等方法对样品的结构和形貌进行表征。
4.电化学测试：将合成的样品作为正极材料组装成电池，进行循环伏安和恒流充放电测试，评估样品的储锂性能。
结果和讨论：
通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析，钴基氧（硫）化物经过氮掺杂和碳包覆后，表面形貌和结构发生了明显变化。氮掺杂和碳包覆能够提高材料的导电性和离子传导性，减少电荷传输的阻力，从而改善了其储锂性能。电化学测试结果显示，经过氮掺杂和碳包覆处理后，钴基氧（硫）化物材料的比容量和循环寿命都得到了显著提升。
结论：
本研究成功合成了钴基氧（硫）化物氮掺杂碳复合材料，并探究了其在锂离子电池中的储锂性能。结果表明，氮掺杂和碳包覆能够显著提高钴基氧（硫）化物材料的储锂性能，为进一步改善锂离子电池正极材料的性能提供了重要的参考。
参考文献：
[1]LiuQ,WangG,ShanS,etal.Nitrogen-dopedcarbonnanotubeswrappedovercobaltsulfidenanoparticlesforhigh-performancelithium-ionbatteries[J].ElectrochimicaActa,2017,224:790-798.
[2]KimS,ZhouX,HaoR,etal.Nitrogen-dopedcarbon-coatedCoS2hierarchicalnanoplatesforsuperiorNa/Listorage[J].AdvancedEnergyMaterials,2017,7(22):1700911.