过渡金属硫化物因其较高的理论容量而成为碱金属离子电池的电极材料。然而，离子迁移和电子转移动力学的迟缓导致其循环稳定性和倍率性能较差，阻碍了其实际应用。
近日，北京科技大学连芳教授报道了采用两步局部碳化和硫化的方法，以原位整合的分子筛咪唑骨架（ZIF-67）和多壁碳纳米管前驱体（ZIF-67@CNTs）为原料，成功制备出一种CoS2复合材料（CoS2@CNTs@C）。
文章要点
1）所制备的具有纳米碳骨架的CoS2@CNTs@C复合材料继承了ZIF-67较大的比表面积和合适的纳米孔径分布，并从CNT中继承了极其丰富的含氧官能团。
2）理论计算和材料表征表明，多孔碳网络上的含氧官能团加速了锂离子的扩散和电子转移，尤其是电催化Li2S6向最终产物Li2S的转化。同时，三维导电网络保证了CoS2@CNTs@C在重复储锂过程中的导电稳定性和结构稳定性。
3）实验结果显示，CoS2@CNTs@C电极材料在600次循环中，首次放电容量为1282.3 mA h g−1，放电电流为200 mA g−1，库仑效率为93.5%，可逆容量为558.8 mA h g−1，循环600次，容量保持率为96.1%。
研究工作使过渡金属硫化物电极朝着高可逆容量和优异的倍率性能方向发展。
参考文献
Shanshan Xue, et al, Sulfide with Oxygen-Rich Carbon Network for Good Lithium-Storage Kinetics, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c09446
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09446
