Page 183 - 《精细化工》2022年第2期

第 2 期 叶 军，等: 花状 SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料的制备及其在钠离子电池中的应用 ·387·

比容量不能恢复到初始值附近，表明 SnSe 0.5 S 0.5 @ 频率。结果表明，SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料的 Na +
N-C 复合材料具有良好的循环稳定性和倍率性能。 扩散速率高于 SnSe 0.5 S 0.5 和 SnSe，这主要与氮掺杂
由图5d可知，SnSe 0.5S 0.5@N-C复合材料在0.2 A/g 碳外壳以及异质结结构导致快速的电子和离子迁移
循环 100 圈后的比容量仍可达 430.7 mA·h/g，而 有关。
SnSe 0.5S 0.5 和 SnSe 在循环 100 圈后的比容量仅为 178.3 为了进一步评估材料的电化学结构稳定性，对
和 115.5 mA·h/g。这一结果充分说明，SnSe 0.5 S 0.5 @ SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料在 0.2 A/g 电流密度下循
N-C 复合材料独特的碳包覆和异质结结构能显著改 环不同圈数后进行了 SEM 测试，结果如图 8 所示。
善电化学循环性能与倍率性能。与已报道的 SnSe 由图 8 可知，短循环之后的复合材料形貌基本未发
基复合材料相比较，具有明显的优势，结果见图 6。 生改变，仍然呈花状结构。在较大的电流密度下以
及较长的充放电循环过程中，材料通常会发生部分
粉化，但是从图 8b 可以观察到，复合材料在循环
100 圈后仍能保持良好的结构，表明复合材料具有
较好的循环稳定性，从而进一步解释了其具有优异
循环稳定性的原因。

图 6 SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料与已报道负极材料的性
能对比
Fig. 6 Performance comparison of SnSe 0.5 S 0.5 @N-C
composite material with reported anodes

为了确定碳包覆结构以及硫化方式能够提高复
合材料的导电性，对 SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料、
SnSe 0.5 S 0.5 和 SnSe 进行了交流阻抗测试，结果如图
7 所示，其中，R ct 为电解液和电极之间的电荷传输
阻抗；R s 为电解质电阻；W 为韦伯电阻。Nyquist
曲线是由处于高频区半圆和位于低频区的斜线组
成，半圆代表 R ct ，斜率则与恒相位元件（CPE）有
关。从图 7a 可以看出，在高频区 SnSe 0.5 S 0.5 @N-C
复合材料的半圆直径明显小于 SnSe 0.5 S 0.5 和 SnSe 电

极，SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料对应电荷传输阻抗 R ct
图 7 电极材料的电化学阻抗（a）及离子传导率（b）
（113 Ω）小于 SnSe 0.5 S 0.5 （150 Ω）和 SnSe（188 Ω）， Fig. 7 Electrochemical impedance (a) and ionic conductivity
这主要是由于氮掺杂碳的外壳以及硒硫共掺杂的异 (b) of electrode materials
+
质结结构共同形成了稳定电极。Na 的扩散系数
（D Na +）可以反映基于电化学阻抗低频的动力学，
这与式（4）有关 [27] ：
2
2R T 2
D   （4）
2
4
Na n 4 F  2 A C 2
式中：R 为气体常数，8.314 J/(mol·K)；T 为测试温

度，K；n 为反应过程中转移的电子数；F 为法拉第
a—循环 10 圈后；b—循环 100 圈后
常数，96485 C/mol；σ 为直线拟合阻抗实轴（Z'）
对 ω –1/2 的斜率；ω 为角频率，rad/s；A 为电极面积， 图 8 不同循环圈数后 SnSe 0.5 S 0.5 @N-C 复合材料的
SEM 图
2
+
3
cm ；C 为 Li 相对浓度，mol/cm 。 Fig. 8 SEM images of SnSe 0.5 S 0.5 @N-C composite material
Z'和 ω –1/2 关系如图 7b 所示，ω 为图 7a 中的角 after different cycle numbers