氮掺杂多孔碳原位耦合SnS对锂离子电池和锂离子电容器储能性能的影响

硫化锡因其高性价比和高理论容量成为锂离子电池极具竞争力的替代负极材料。马琳教授等采用简单的冻干退火合成方法，将SnS与氮掺杂多孔碳纳米片(NPC)原位耦合，制备SnS@NPC纳米复合材料。在这种纳米结构中，SnS纳米粒子被很好地嵌入到柠檬酸衍生的氮掺杂碳层次框架中，具有更大的表面积和丰富的孔隙度。此外，还研究了这种新型纳米阳极在LIBs中的可逆锂离子存储性能，并与空白SnS进行了比较。结果表明，SnS@NPC复合电极的电化学性能得到了极大的提升。100 mA ^-1循环200次，1000 mA ^-1循环300次，比容量分别为851.5 mA h g^-1和607.6 mA h g^-1。此外，以SnS@NPC为阳极，活性炭(AC)为阴极，制备了新型锂离子电容器(LIC)，在0.1 A g^-1下比电容为70.1 F g^-1，在213.6 W kg^-1下最大能量密度为155.5 Wh kg^-1。良好的纳米结构以及SnS与氮掺杂碳材料之间的协同效应被认为是提高电化学性能的原因。该研究发表在电化学权威期刊Electrochimica Acta (2021, 365,137350)，全文链接DOI:https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137350。

SnS@NPC复合材料形貌和循环性能示意图