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磷化钼、氮化钼修饰多孔碳纳米纤维中间层的制备及其在锂硫电池中的应用
磷化钼、氮化钼修饰多孔碳纳米纤维中间层的制备及其在锂硫电池中的应用
摘要
锂硫电池因其高能量密度和低成本等优势，被视为下一代锂离子电池的重要候选。然而，其在实际应用中面临着一系列问题，如硫化物的溶解和扩散、电极材料的体积变化和导电性损失等。为了克服这些问题，本研究采用磷化钼和氮化钼修饰多孔碳纳米纤维中间层的方法，制备了一种新型的正极材料，并研究了其在锂硫电池中的应用。
关键词：磷化钼、氮化钼、多孔碳纳米纤维、锂硫电池
1.引言
锂硫电池是一种具有高能量密度和低成本的新型电池技术，因此被广泛关注和研究。然而，由于硫化锂的溶解和扩散以及电极材料的体积变化等问题，锂硫电池的实际应用受到了限制。因此，需要开发新型的正极材料来提高锂硫电池的性能。
2.实验方法
本研究采用多孔碳纳米纤维作为基材，通过化学气相沉积法制备了多孔碳纳米纤维中间层。然后，使用磷化钼和氮化钼修饰多孔碳纳米纤维中间层，并在不同条件下进行了热处理，制备出了不同的样品。最后，使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等方法对样品的形貌和结构进行了表征。
3.结果与讨论
通过对修饰多孔碳纳米纤维中间层的样品进行测试，发现磷化钼和氮化钼的引入显著改善了电池的性能。修饰层可以提供更多的反应位点和催化活性，有助于增加电池的循环稳定性和倍率性能。此外，修饰层还可以有效地限制硫化物的溶解和扩散，减少电极材料的体积变化和电阻。
4.锂硫电池性能测试
将修饰多孔碳纳米纤维中间层的样品制备成电极，并组装成锂硫电池进行性能测试。测试结果表明，修饰层的引入显著提高了电池的循环稳定性和倍率性能。在高倍率下，电池仍然具有良好的充放电性能和循环稳定性。此外，电池还表现出较高的比容量和较低的内阻。
5.结论
本研究成功地制备了磷化钼和氮化钼修饰多孔碳纳米纤维中间层的新型锂硫电池正极材料。修饰层的引入显著改善了电池的性能，提高了其循环稳定性和倍率性能。这为开发高性能锂硫电池提供了新的思路和方法。
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