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鈉離子電池（SIBs）憑其低成本和固有的安全性引起了人們極大關注。但是，發(fā)展合適的具有高倍率性能和長期循環(huán)穩(wěn)定性的陽極材料是SIB在實際應用中面臨的主要挑戰(zhàn)。在此，設計合成了一種有效的陽極，即鈷摻雜空心硫化鐵多面體且被石墨烯包覆（命名為“CoFeS@rGO”）。這石墨烯封裝的中空復合材料保證了快速連續(xù)的電子傳輸，高Na+離子可接觸性和強結構完整性，體積膨脹率僅為14.9％，在脫鈉期間體積收縮可忽略不計。 CoFeS@rGO電極展現(xiàn)出高的比容量（在100 mA g-1電流密度下實現(xiàn)661.9 mAh g-1），出色的倍率性能，循環(huán)壽命長（在1500次循環(huán)后保留了84.8％的容量）。原位X射線衍射和選區(qū)電子衍射圖表明新型CoFeS@rGO電極是基于可逆轉化反應。更重要的是，當與Na3V2(PO43)/C陰極組裝后，全電池也表現(xiàn)出超強的倍率性能和很好的循環(huán)穩(wěn)定性。這項工作表明了合理設計的CoFeS@rGO陽極材料非常適用于下一代高倍率性能和長期循環(huán)能力的SIBs。
Figure 1.（a）合成CoFeS@rGO的示意圖，樣品的SEM圖：（b）Fe-MOF，（c）中空CoFe-LDH，（d）CoFe-LDH@GO, （e）CoFeS@rGO。
Figure 2. CoFeS@rGO和FeS@rGO復合物的結構表征。（a）精修XRD，（b）Fe 2p XPS,（c）S 2p XPS，（d）SEM-EDX元素漫譜圖，（e）TEM 圖和（f）SAED 圖。
Figure 3. 半電池的電化學性能。（a）恒電流充放電曲線，（b）循環(huán)性能，（c）不同電流密度下的倍率性能，（d）倍率性能比較，（e）長期循環(huán)穩(wěn)定性，（f）EIS譜，（g）電容和擴散控制的貢獻比，（h）CV曲線顯示了表面電容的貢獻能力。
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Figure 4. CoFeS@rGO電極的原位測量。（a）原位XRD，（b）選取XRD圖，（c）基于原位TEM表征，直徑的演變過程和體積變化，（d-h）不同嵌鈉/脫鈉時間的原位TEM和SAED。
Figure 5. CoFeS@rGO||Na3V2(PO4)3/C全電池的電化學性能。（a）Na||Na3V2(PO4)3/C 和 Na||CoFeS@rGO半電池的充放電曲線，（b）全電池的充放電曲線，（c）不同電流密度下的倍率性能，（d）循環(huán)穩(wěn)定性測試。
該研究工作由新加坡科技設計大學Huiying Yang研究團隊于2019年發(fā)表在Adv. Energy Mater.期刊上。原文：In Situ Grown Monolayer N-Doped Graphene on CdS
Hollow Spheres with Seamless Contact for Photocatalytic
CO2 Reduction（https://doi.org/10.1002/aenm.201901584.）
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