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新型能源产业大规模发展,造成锂资源的大量开发,与金属锂相关的材料价格上涨,锂离子电池成本增大,阻碍了新能源产业发展。钠是锂的同族相邻元素,具有与锂相近的物理化学性质,并且分布广泛、储量丰富和价格低廉等优点突出,使钠离子电池替代锂离子电池成为可能。金属钠具有诸多优点,但钠离子电池未得到大规模利用,主要是缺乏合适的电极材料,尤其是负极材料。众多负极材料中,Fe S2具有价格低廉、开采便利和环境友好等优点,但其也存在充放电循环过程中体积变化较大,所制备电极容易受到破坏,循环寿命短的缺点。将Fe S2与碳材料结合制备复合材料是高效的改善其电化学性能的方法。本文通过多种方法制备硫化亚铁/碳基复合材料,增强其导电性,减缓充放电过程中的体积变化,延长循环寿命,并对其形貌结构和电化学性能进行测试。研究如下:(1)以四水氯化亚铁(FeCl2·4H2O)为原料,通过沉淀法在水溶液中制备Fe3O4前驱体,与硫粉煅烧后,得到Fe S2/Fe3O4混合物。在其表面包覆盐酸多巴胺层后煅烧,制得氮掺杂Fe S2/Fe3O4@C复合材料。掺氮碳层极大提高了硫化物活性物质的导电性,且在循环过程中保持材料结构完整。氮掺杂Fe S2/Fe3O4@C在500 m A g-1电流密度下,可逆比容量可达到700 m A h g-1以上;在500 m A g-1电流密度下,充放电循环250圈后,比容量仍保持在670 m A h g-1,保持率达98.6%(与前5圈数据比较);在10 A g-1大电流下,可逆比容量可达到330 m A h g-1。(2)以四水氯化亚铁(FeCl2·4H2O)为原料,加入碳纳米管(MWNT),以氯化钠(Na Cl)为模板,葡萄糖作碳源,冷冻干燥处理后,经硫粉硫化制得均一的MWNT@Fe S2@C复合材料。其中的MWNT网状结构不仅增强了硫化物材料导电性,而且为Fe S2在循环过程中的体积变化预留了空间,有效地保护材料结构。以Na Cl为模板制备的纳米微球形貌规整,且较小的尺寸可限制材料体积,维持基本形貌,同时缩短电子和钠离子在充放电过程中的传输距离。MWNT@Fe S2@C在1000 m A g-1电流密度下,特性比容量可达到580 m A h g-1以上;在10 A g-1大电流下,可逆比容量可达到250 m A h g-1。本论文通过将聚多巴胺和碳纳米管等碳基材料与Fe S2复合,增强材料导电性的同时,缓解Fe S2作电极材料时体积的剧烈变化,维持材料结构,改善其作为负极材料的钠离子电池的循环稳定性;通过引入氮元素,利用其强电负性,加速离子和电子在材料中的传输,使其具有较高的可逆比容量;并通过小粒径微球的制备,增大与电解液的接触面积的同时,减缓体积膨胀,使Fe S2负极材料电化学性能得到全面提升。