成果簡介
為了提高鋰硫 (Li-S) 電池的效能，本文，長春理工大學等Haili Zhao、Wanqiang Liu等研究人員在《RSC Adv》期刊發表名為“Co,N-co-doped graphene sheet as a sulfur host for high-performance lithium–sulfur batteries”的論文，研究基於設計一種能夠吸附多硫化物並改善反應動力學的材料的想法，製備了一種Co,N-共摻雜石墨烯複合材料 (Co-N- G) 。根據Co–N–G的表徵，在Co–N–G樣品中嵌入了均勻且分散的N和Co活性位點。二維片狀結構和具有強結合能的Co，N提供了顯著的物理和化學吸附功能，有利於LiPSs的鍵合和抑制，此外，分散的Co和N作為催化劑，透過重新利用LiPS促進了鋰硫電池的反應動力學，降低了電化學電阻。因此，Co-N-G/S 電池在第一次迴圈中的放電比容量在 0.2C時達到了1255.7 mA hg -1。100次迴圈後仍能達到803.0 mA hg -1，保留率約為64%。這一現象證明，這種含有Co和N催化劑的Co-N-G複合材料在提高電池效能方面發揮了有效作用，可以在Li-S電池中進一步研究。
圖文導讀
圖1 、Co-N-G 材料的合成和應用示意圖
圖 2、 (a) 原始 RGO 和 (b) Co-N-G 複合材料的 SEM 影象。(c) 顯示 Co-N-G 的 TEM 影象。(d) Co-N-G 的 HAADF-STEM 影象。(e) Co-N-G 的 HRTEM 影象。(f-i) Co-N-G的STEM影象和元素對映。
圖3、 (a) XRD 圖案。(b) 拉曼光譜。(c) 純硫和 Co-N-G 與硫負載的TGA曲線。(d) 石墨烯和Co-N-G的XPS光譜。(e) C 1s, (f) Co 2p, (g) Co-N-G 的 N 1s XPS圖案和 (h) N-G的 N 1s XPS 圖案。
圖4、 (a)含有和不含Co-N-G的Li2S4溶液的紫外-可見吸收光譜和照片（插圖）。Li2S4吸收樣品的(b)Co2p、(c) N1s 和(d) S2p XPS光譜。
圖5、 (a/b) EIS曲線和具有 G/S 和 Co-N-G/S 電極的對稱電池在50個迴圈後的相位-波特圖。
(c) G/S 和Co-N-G/S 樣品在0.1mV s -1掃描速度下的 CV 曲線比較。
(d) Li-S 電池中 G/S 和 Co-N-G/S 正極在 0.2C下第一次迴圈的電壓曲線。
(e) 基於Co-N-G/S正極的 Li-S 電池在0.1、0.2 和 0.5 mV s -1的第一次迴圈CV曲線。(f) G/S 和Co-N-G/S Li-S 電池的Z ′ 和ω -0.5之間的關係。
圖6、 (a) Co-N-G電池在0.2C下迴圈100次的迴圈效能。(b) Co-N-G 電池的速率能力。(c) Li-S電池與Co-N-G在1C和2C下迴圈500 次的迴圈效能。
文獻：
https://doi.org/10.1039/D1RA08566B
